如何理解ANSYS里的对称与反对称边界条件

前几天，在QQ群里有位同学提到，如何理解ANSYS里的对称与反对称边界条件？

这个话题有点意思，今天就来聊聊

为什么需要对称/反对称边界条件？

通常情况下，当结构受到对称/反对称荷载作用下，(此处回顾一下力学里的概念：在平面内绕对称轴旋转180度，荷载的作用点重合，作用方向相反便是反对称荷载，如果荷载的作用点重合，作用方向相同，便是正对称荷载)，结构内力/应力分布会有一定的规律，也正是因为有规律，才给我们用部分模型来代替整体模型的可能，一句话来说：

我们是用它来简化模型和减小计算量的。

于是，注意言外之意——如果达不到简化模型的目的，就不需要设置对称边界了。《ANSYS中对称结构的模态分析的一点认识》这篇文章中通过实例探讨，发现在模态分析中，就别设置对称边界条件了，还是直接建立完整模型吧。

如何施加对称/反对称约束

GUI模式：

Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Magnetic>Boundary>VectorPot>Flux Normal>On Nodes

Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Magnetic>Boundary>VectorPot>Flux Par'l>On Nodes

Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>Antisymm B.C.>On Nodes

Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>Symmetry B.C.>On Nodes

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Magnetic>Boundary>VectorPot>Flux Normal>On Nodes

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Magnetic>Boundary>VectorPot>Flux Par'l>On Nodes

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>Antisymm B.C.>On Nodes

Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displacement>Symmetry B.C.>On Nodes

可见，这种边界条件，在前处理、后处理中均可用，在力学分析、电磁学分析、流体分析等环境中都可以使用，而且请注意，这个命令是只针对节点(Node)的。

APDL命令：

DSYM, Lab, Normal, KCN

Lab：SYMM-正对称，ASYM-反对称；

Normal：X，Y，Z

选定对称面上的节点，然后施加DSYM命令即可

如何理解对称/反对称边界

要加深对ANSYS的理解，最应该善用的，还是帮助文档。以对自由度位移约束的边界条件为例，看看帮助文档给了怎样的信息：

再上两张图：

对于3D结构，对称边界指的是对称面外移动和平面内旋转约束为0；反对称边界指的是对称面平面内位移和平面外旋转约束为0，对于2D结构以此类推。具体看上面的表格，一目了然。

对称面/对称轴不在总体坐标系内如何处理？

ANSYS系统会自动处理的，但在这之前，需要建立一个与对称面/对称轴平行的坐标系，在这个坐标系内使用DSYM命令。