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ANSYS Mechanical 系列课2讲:掌握在Mechanical中定义和应用对称边界的方法

15/10/2019 安世亚太

在使用ANSYS Mechanical进行结构仿真时,如果结构存在某种对称性,配合对称边界条件的设置,可以对模型进行相应的简化。在同样的计算量下,可以创建更细密的网格,以获得比全模型精度更高的计算结果。或者在同样单元密度的情况下,可以很大程度的减少计算量,缩短计算时间,降低计算资源要求。


10月17日和10月24日晚上19:30,安世亚太大咖慧平台直播将分享《ANSYS Mechanical对称边界的定义》(免费), 系统介绍对称边界的类型、适用环境和限制条件;详细讲解如何在不同的分析类型中使用对称边界,包括如何在对称模型中定义载荷和约束,如何查看对称模型上的结果。

 

对称类型
根据模型的对称特性,Mechanical支持多种类型的对称边界条件设置,包括:Symmetry Region、Linear Periodic、Cyclic Region、Pre-Meshed Cyclic Region和General Axisymmetric。不同类型的对称边界条件适用于不同模型和分析类型。


Symmetry Region


Symmetry Region(对称区域)可以基于对称面减小模型尺寸,适用于静力分析、瞬态结构分析,包括对称边界条件和非对称边界条件两种类型。

 
结构的对称边界条件意味着对称面面外位移和面内转动为零。


反对称边界条件意味着强制其沿着反对称面的法向转动。


 
Linear Periodic

 

Linear Periodic(线性阵列)边界条件适用于具有平移对称特性的模型,这种结构在某一个方向上不断重复,适用于静力分析。


Cyclic Region


Cyclic Region(循环对称)适用于具有轴对称特性的模型。风扇叶轮、直齿圆柱齿轮和涡轮叶片都是可以使用循环对称的典型模型。在Mechanical中,对具有对称性的一个扇区建模,在扇区的两个端面设置对称边界,仅对一个扇区进行求解,通过一个扇区上的结果重建完整模型上的结果。

 

 


在静力分析、模态分析、热分析中使用循环对称,一般按照以下步骤进行:
1. 插入Cyclic Region或Pre-Meshed Cyclic Region。

2. 指定Low Boundary和High Boundary。


对称边界条件的典型应用


循环对称边界条件的典型应用是汽轮机叶片的模态分析。汽轮机叶轮的固有频率对整机的振动和噪声控制都至关重要。由于叶片具有复杂曲面,所以对网格质量要求较高,如果使用完整模型分析,存在计算量大,计算时间长,计算资源要求高等问题。利用叶轮的轴对称特性,建立单只叶片的三维模型,并定义周期对称边界条件,可以大大减少计算量。

 



单只叶片三维模型

 

 整体模型


 

模态振形结果


综上,正确的使用对称边界条件,可以有效的简化模型,缩短计算时间,减少计算量。如何根据几何模型的特性选择合适的对称边界条件,在不同的分析类型中,设置对称边界条件又有哪些注意事项。这些问题,都会在《ANSYS Mechanical对称边界的定义》课程中做更为详细的介绍。

 



《ANSYS Mechanical对称边界的定义》免费系列课程

对称边界的定义课程将会从以下几个方面介绍对称边界:
 ·对称类型

 -介绍对称区域、周期循环对称和一般轴对称的适用场景、限制条件、如何在对称模型上定义载荷和边界条件以及如何查看计算结果。

 -在对称区域的介绍中,包含了对称、反对称、线性阵列的详细介绍。

 -在周期循环对称介绍中,包含了如何在静力、谐响应、模态分析中使用循环对称的详细介绍。

·在DesignModeler中定义对称的一般步骤

·在Mechanical中定义对称的一般步骤

·在Mechanical中定义一般轴对称的一般步骤 

 

讲课时间 :

第一课:10月17日晚19:30

第二课:10月24日晚 19:30


讲课老师:苏睿,安世亚太高级工程师
讲课形式:30分钟视频讲解+15分钟现场随机答疑


听课方式:

 





关于安世亚太

安世亚太具有23年的研发信息化工业软件开发和服务经验、6年的工业品先进设计和增材制造经验,是我国工业企业研发信息化领域的领先者、新型工业品研制者、企业仿真体系和精益研发体系创立者,在国内PLM、虚拟仿真及先进设计领域处于领先地位,提出了基于增材思维的先进设计和智能制造解决方案,聚焦于打造以增材思维为核心的先进设计与智能制造产业链,以全球视野和格局进行资源整合、技术转化和生态构建。