ANSYS Workbench对称建模技巧

ANSYS Workbench对称建模

   （使用版本为ANSYS 2020R2）
一、循环对称建模

   1、建立三维模型。拖出一个静力学分析模块，材料保持 系统 默认，在Design Modeler中建立圆盘的1/4模型。外圆半径20m，内圆半径10m，厚度5m，如下图所示。

2、建立圆柱坐标系。在Coordinate systems中右键 insert  ->coordinate system，选择模型内圈璧面，类型type选择Cylindrical(圆柱).

3、建立循环对称模型。Model中右键插入Symmetry，或在Model菜单栏中选择Symmetry。再选中symmetry右键插入Cyclic Region，选取循环体的边界及圆柱坐标系，对于循环体，只能建立圆柱坐标系才可选取，否则将报错。

4、网格划分。这里直接默认即可，不进行细化。如果想要看到整个模型的网格，则点击菜单栏中Display-> Show  ->Visual Expansion，即可看到完整模型的网格状态。

5、边界条件设置及载荷设置。模型内表面进行Fixed support (固定约束)，外表面施加1Mpa压力。

6、结果查看。在solution插入Total deformation(总变形)和equivalent stress(应力)，右键Solve进行求解。结果显示为1/4模型的结果。

7、如果显示完整模型的结果？低版本是在View->Visual Expansion，但是高版本没有，之前的show也无法显示。此时要想显示完整模型，可以在Solution中进行设定。点击左侧模型树的Solution，找到Cyclic Solution Display，我们可以发现Number of Sectors，此时，将数字1改为2，再重新求解得到的模型结果为1/2模型，改为3则为3/4结果，改为4则可以看到完整的圆盘模型。

二、对称建模

   1、建立三维模型。拖出一个静力学分析模块，材料保持系统默认，在Design Modeler 中建立对称模型。长18m，宽15m，高5m，如下图所示。

2、建立局部坐标系。建立局部坐标系。在Coordinate systems中右键insert->coordinate system  ，选择模型侧面，默认类型type为 Cartesian(笛卡尔).

3、建立循环对称模型。Model中右键插入Symmetry，或在Model菜单栏中选择Symmetry。再选中symmetry右键插入Symmetry Region，Type中有三种选项，对称Symmetric，反对称Anti-Symmetric和线性周期Linear Periodic，坐标系选取先前建立的局部坐标系。如果不选择局部坐标，则对称面会以系统默认的全局坐标系进行对称。在Symmetry的属性中，将Num Repeat修改为2，Method修改为Half，因为关于YX轴对称，所以 给一个极小的间隙，这里我们给0.001mm即可，坐标系选择先前建立的局部坐标系。

4、网格划分。这里直接默认即可，不进行细化。即可看到完整模型的网格状态。

5、边界条件设置及载荷设置。模型底部进行Fixed support (固定约束)，顶部施加1Mpa压力Pressure。

6、结果查看。在solution插入Total deformation(总变形)和equivalent stress(应力)，右键Solve进行求解。结果显示为完整模型的结果。

三、反对称建模

   1、反对称建模与对称建模一样，仅在第3步骤时，将Type修改为Anti-Symmetric(反对称)，然后直接点击Solve进行求解即可。查看结果我们可以发现，反对称模型，固定约束将保持不变，而施加的载荷将发生改变。

2、我们通过建立两个独立的模型，来验证这一关系（反对称模型，固定约束不变，载荷施加相反）。

   删除对称模块，在DM中建立两个实体模型，左边实体顶部施加1MPa，右边实体顶部施加-1Mpa，同时固定约束两个实体底部。如下图所示。通过结果可知，其结果与反对称模型结果基本一致。

四、另一种对称模型的建立

   根据上面模型建立的完整模型为长36米，宽15米，高5米的模型。

   因此，在DM建模先建立完整模型。为方便对称，尽量保证建立完整模型时对称轴面上。建立好完整模型后，在菜单栏中Tools->Symmetry，对称轴选择YZPlane。此时进入Model中进行分析，可以发现，已经自动建立了Symmetry和局部坐标系。根据先前的步骤，进行网格划分，载荷施加和边界条件设置，与先前设置保持一致即可，进行求解，结果和之前的方法建立模型得到的结果保持一致。

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