ANSYS——分析实例，平面对称问题
目錄
一、問題描述
二、問題分析
三、單元類型設置、材料屬性設置
四、建模
五、網格劃分（映射網格劃分）
六、對稱邊界條件的添加
方法1：利用面進行對稱邊界條件的施加
方式二：利用節點進行對稱邊界條件的施加
七、載荷的施加
八、求解（1/4模型結果展示）
八、擴展方式設置（完整模型的求解結果展示）
1.設置擴展模式：
2、全模型結果展示
九、重建完整模型的結果
1、模型創建
?2、網格劃分
3、施加載荷
4、結果展示
? 十、結果對比
1、位移對比
2、應力對比
結論
一、問題描述
二、問題分析
這是一塊中間開孔的矩形板，對稱性的一個簡單的例子，板的材料是各向同性的，兩端承受均布的拉力。板的左邊一半和右邊一半對稱，上面一半和下面一半對稱，也就是說，模型關于兩個軸對稱。同樣，載荷和材料特性也關于相同的兩個軸對稱。由于幾何模型、載荷材料具有相同的對稱性，所以可以只建立模型的1/4并施加合適的對稱邊界條件，得到的結果同使用整體模型得到的結果應該是相同的
利用對稱性的難點在于要知道施加什么樣的邊界條件可以得到對稱的結果。一個軸或一個對稱面有多個不同的自由度。對于帶有中間孔的矩形板，其水平對稱軸的垂直位移是相同的，同樣垂直對稱軸的水平位移是相同的。雖然這些自由度可以是非零的，但我們可以將其作為零來處理，并據之施加邊界條件。如果我們正確的選擇了設置為零的自由度，我們就可以根據對稱性得到正確的結果。
三、單元類型設置、材料屬性設置
注意單位，我這里采用的是m,N,s單位制
四、建模
利用模型的對稱特性，只需要創建1/4模型就可以
先創建一個面
再對該面沿法線方向進行拉伸 得到體
五、網格劃分（映射網格劃分）
映射網格劃分可見：《ANSYS——網格劃分的不同方法以及GUI模塊的操作（自由網格、映射網格、掃掠、拖拉）》
這里的網格劃分采用的是映射網格劃分，因為是七個面，不滿足映射劃分的條件，因此需要對兩個面進行連接操作，使之成為一個面，達到滿足映射劃分的要求。具體步驟看上面的鏈接
六、對稱邊界條件的添加
方法1：利用面進行對稱邊界條件的施加
方式二：利用節點進行對稱邊界條件的施加
這里以對X=0對稱面進行對稱邊界條件施加為例，另一個Y=0平面的對稱邊界條件施加是一樣的
通過面設置完對稱邊界條件后，其面上會出現SS的字樣，這就表示施加的對稱邊界條件施加成功了
七、載荷的施加
在施加載荷前，因為在之前的映射網格劃分的時候將兩個面連接了起來，但是這兩個面上的載荷不一樣，因此在對這兩個面進行載荷施加前，要刪除這兩個面的連接，具體如下圖
這里施加的是面均勻分布壓強，其值的正負原則：物體面施加的壓強一般朝向體內為正，朝向體外為負，本例都是朝體外因此為負值壓強，具體可參考：《ANSYS——載荷的方向》
?施加壓強和對稱邊界條件后如圖所示
八、求解（1/4模型結果展示）
SOLUTION——solve——CURRENT LS，當出現solution is done就表示求解已經成功完成了。
在求解過程中可能會出現錯誤：There is at least 1 small equation solver pivot term
解決辦法參考：《ANSYS——“There is at least 1 small equation solver pivot term”問題的解決辦法》
八、擴展方式設置（完整模型的求解結果展示）
1.設置擴展模式：
Utility Menu>PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>Periodic/Cyclic Symmetry Expansion，即采用部分循環對稱擴展。選用默認值，其等效應力云圖見下頁，顯示整體效果。這里采用的是1/4模型，因此選擇1/4模型即可
2、全模型結果展示
?
九、重建完整模型的結果
為了證明對稱邊界條件施加的正確性，我們可以另外創建一個全模型進行分析
1、模型創建
?2、網格劃分
?這里的全模型采用的網格劃分方式是《掃掠網格劃分》，源面為前面，目標面為背面，劃分尺寸大小一致
3、施加載荷
載荷相比于1/4模型的區別在于沒有了對稱邊界條件，只需要對全模型的四個面施加朝體外的指定大小的壓強就可以了
4、結果展示
十、結果對比
1、位移對比
1/4模型擴展后的完整模型位移云圖
全模型位移云圖
對比：二者的云圖分布差不多，因為二者的位移最大值均為10e-9，非常小，基本上可以忽略不計，因此，二者的位移云圖的差異在其比較下也差不多，當然也沒有什么比較意義
2、應力對比
1/4模型擴展后的完整模型應力云圖
全模型應力云圖 ?
對比：1/4模型和全模型的應力云圖分布完全一致，1/4模型的最大應力為1730.91pa，出現在中間圓孔的橫向上；而全模型的最大應力為1801.39pa，也出現在中間圓孔的橫向上。二者最大應力僅僅相差幾十pa而已
結論
從1/4模型和全模型的位移云圖尤其是應力云圖來看，二者的結果非常的接近，因此完全可以將1/4模型的結果來作為全模型的結果，這同樣也驗證了在利用模型對稱性建模時對稱邊界條件施加的正確性
總結
以上是生活随笔為你收集整理的ANSYS——分析实例，平面对称问题的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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