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ANSYS中在任意面施加任意方向任意变化的压力方法 (2006-01-03 06:49:00)
摘要：在任意面施加任意方向任意变化的压力 在某些特殊的应用场合，可能需要在结构件的某个面上施加某个坐标方向的随坐标位置变化的压力载荷，当然，这在一定程度上可以通过ANSYS表面效应单元实现。如果利用ANSYS的参数化设计语言，也可以非常完美地实现此功能，下面通过一个小例子描述此方法。 !!!在执行如下加载命令之前,请务必用选择命令asel将需要加载的几何面选择出来 !!! finish /prep7 et,500,shell63 press=100e6 amesh,all esla,s nsla,s,1 ! 如果载荷的反向是一个特殊坐标系的方向,可在此建立局部坐标系,并将 ! 所有节点坐标系旋转到局部坐标系下. *get,enmax,elem,,num,max dofsel,s,fx,fy,fz fcum,add !!!将力的施加方式设置为"累加",而不是缺省的"替代" *do,i,1,enmax *if,esel,eq,1,then *get,ae,elem,i,area !此命令用单元真实面积，如用投影面积，请用下几条命令 ! *get,ae,elem,i,aproj,x !此命令用单元X投影面积，如用真实面积，请用上一条命令 ! *get,ae,elem,i,aproj,y !此命令用单元Y投影面积 ! *get,ae,elem,i,aproj,z !此命令用单元Z投影面积 xe=centrx !单元中心X坐标(用于求解压力值) ye=centry !单元中心Y坐标(用于求解压力值) ze=centrz !单元中心Z坐标(用于求解压力值) ! 下面输入压力随坐标变化的公式,本例的压力随X和Y坐标线性变化. p_e=(xe-10)*press+(ye-5)*press f_tot=p_e*ae esel,s,elem,,i nsle,s,corner *get,nn,node,,count f_n=f_tot/nn *do,j,1,nn f,n......
电机电磁场CAE有限元分析探讨(2006-01-03 06:37:00)
摘要：
本文定义了计算机辅助工程CAE，探讨了电机CAE的发展，说明了电机电磁场有限元分析。
一、计算机辅助工程（CAE）
计算机辅助工程是随着CAD/CAM技术的发展而出现的一种新技术，它的含义和功能范围还没有统一的提法，有些专家将CAE看成是包含工程分析在内的广义的CAD/CAM，同时由于CAE在机械工程中的应用最广泛（如铁路货车产品结构有限元分析系统），因而把广义的CAE称做MCAE。但是，很多数学者目前还是把CAE看成是以计算力学为基础，以计算机仿真（模拟）为手段的工程分析技术，并相应地把它归入广义的CAD功能中，作为实现产品优化设计的主要支持模块。按照后一看法，CAE技术包括有限元FEM和边界元BEM分析、运动机构分析、气动或流场分析、电路设计和磁场分析等。其中有限元分析在机械CAD中应用最广泛。这种方法，首先在几何上把分析对象划分成有限个单元，由互相交叉的网格节点形成有限个元素，然后通过计算每个单元或节点的特性，分析整体的特性。有限元分析法是近20年来发展起来的技术，随着应用规模和范围的不断扩大，其理论和技术日益完善，它最突出的优点是通用性强，可用于工程结构力学、热传导、液压、气动力学等的分析中，适用于包括电子、航空、航天在内的各种机械工程领域。同时，对于各类工程分析问题，有相当一部分相似的处理过程，因而非常适用于标准化。
二、电机CAE的发展
20世纪70年代以来，随着科学技术的迅猛发展与社会需求日趋多样化，市场变化频繁，竞争激烈。表现在电机产品方面，产品更新换代的周期越来越短，产品的性能、质量、价格以及交货期的竞争越来越激烈。对大数电机厂来说，一个明显的特点是多品种、小批量生产占主导地位。在进行多品种、小批量生产时，由于产品的品种和工艺过程的多样性，环境条件（如用户订货、外购、外协、交货期等）的不确定性，以及生产计划与生产调度的动态性等因素，致使物料过程复杂多变，信息流的数据和信息庞杂，信息的处理、贮存与传输频繁。因此，按常规的单件生产或按刚性自动化的方式都无法适应，必须解决物流既具高效自动化，又具生产“柔性”即柔性自动化的问题；同时，也必须相应......
ANSYS模态综合法技术(2006-01-03 06:06:00)
摘要：结构系统动力分析通常采用总体结构有限元法，但该方法对于复杂大型结构进行分析存在计算规模大，计算时间长，所用的磁盘空间、计算机系统太庞大，如飞机、车辆、船舶、高层建筑等整体结构。特别是用有限元法进行较高频率振动分析时，要求结构被划分成非常多的单元数以便获得详细的位移和应力特性。这时结构模型的节点自由度可能达到几十万甚至上百万，直接求解如此庞大的模型是很困难。即使能够分析，也要耗费大量机时，效率极低。 模态综合法（Component Mode Synthesis）就是在这样的背景下发展起来的一种缩减自由度方法。它可以将大模型化小，先进行各个子结构的模态分析，然后进行模态综合。由于仅采用了各个子结构的低阶模态，因而使所建立整体结构动力模型的自由度数大大降低，而且可以在不同的机器上对各子结构进行模态分析提高计算速度。 一. ANSYS模态综合法原理 模态综合法的基本思想是根据复杂结构的特点将整体结构划分成若干子结构，对各个子结构分别进行模态分析，得到其动力特性。再利用子结构间力平衡条件及位移协调条件将各子结构部分低阶模态特性综合，由此得到整体结构的动力特性。 ANSYS是一款著名的商业化大型通用有限元软件，广泛应用于航空航天、机械制造等领域，对飞机、车辆、船舶、高层建筑等大型结构的动力分析有着完整的解决方案。ANSYS的模态综合法采用固定界面和自由界面模态综合法，基本概念：
1) 固定界面模态综合法的基本思想是将各子结构与其它子结构相连接的界面自由度完全约束，求出此时子结构的低阶主模态集。然后通过释放子结构界面自由度，分别得到子结构的刚体模态集和约束模态集，由 、 和 组成子结构的Ritz基。 2) 自由界面模态综合法的基本思想是把子结构从整体系统中分割出来，将子结构间界面自由度上的约束全部去掉，对界面自由度的子结构进行模态分析。然后利用相邻子结构界面位移协调条件和力平衡条件将各子结构综合成一个整体。
自由界面法与固定界面法的区别在于固定界面法是将子结构界面完全约束住，利用界面约束的子结构......
含蓄的CAE正在火起来(2006-01-03 05:41:00)
摘要：
产品仿真技术——CAE可以说是现代产品研发中出现最早的技术，但它却从来没有火起来过，不温不火地发展着。但这并不妨碍它成为促进世界工业产品进化的最重要的技术，是它一直刺激着工业产品和技术的创新。CAE和其它诸如信息化产品最本质的区别在于：其它信息化产品让企业降低了成本，而CAE为企业产品产生了高附加值，真正能为现代企业创造高额利润，这才是提高企业核心竞争力的关键所在。笔者注意到，随着人们对CAE技术价值的认识逐步深刻和CAE技术本身的发展，含蓄的CAE技术正在火起来。本文就CAE技术的应用和发展趋势和读者探讨，希望得到读者的批评指正。
1. 趋势一：仿真驱动研发流程
现代产品研发流程中，通常使用CAD建模，用CAE进行仿真。因此，许多人的眼里，CAE理所当然是CAD的后端技术了。但其实恰恰相反，在先进研发流程中，CAE是CAD的“先行”技术。在新产品设计周期里，CAD付诸实施之前，CAE已经行动了。
CAD并不是贯穿整个研发周期的技术，CAE却是，它在产品研发全过程中影响着设计。仿真技术越早地被应用于设计流程，它产生的投资回报率也将越高。ANSYS公司有一经典之语切中要害：Never early to use CAE（CAE永不嫌早）！
详细设计之前，在计算机上进行虚拟实验（仿真），来预测产品是否可行，可以省略大量的真实实验，从而节省时间及成本，防止各种意外的发生，保证详细设计的高成功率，避免后期设计中的颠覆性问题。在详细设计的任何时期，CAE技术都将发挥其巨大作用，任何不能确认合理的细节，都可以通过CAE技术来验证，将所有潜在的问题解决在萌芽之中。
图1 产品仿真的投资回报
CAE技术的采用，在研发流程的前期看似投入比较高，但越到后来投入越低，回报越高：产品可更早推向市场，且质量更高。
2. 趋势二：核心功能深入化，使用环境简单化
仿真技术在向专业化方向深入发展，仿真环境却逐步浮向使用者手边；核心技术在远离使用者，仿真结果却逼近真实......