Ansys workbech结构分析最常见问题汇总(更新:静力、模态、非线性、瞬态分析等)

楼主在学习Ansys结构仿真的时候,去各大平台搜索了很多问题,有些问题很值得收藏,于是整理了这么一个问答合集,希望可以帮助到Ansys学习路上的每一位小伙伴。

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文件内关键词:ansys workbench、ansys ls-dyna、ansys结构静力分析、焊接、强度校核、ansys模态分析、非线性分析、应力云图、瞬态结构分析、报错,有需要可以直接帖子内进行搜索。

Ansys workbech结构分析最常见问题汇总(更新:静力、模态、非线性、瞬态分析等)的图1

(以下所有问答均整理自百度知道、知乎、技术邻平台)

1、结构静力分析

Q:请问结构做静力分析时,同一个全过程命令流运行两次,得到的杆件应力结果小数后第五位上存在误差,造成这种情况的原因是什么啊?

A:这是机器精度带来的舍入误差,你算十遍可能有十个不同的结果,具体到第几位出现误差就看你定义的运算精度是多少了,一般如果要求不严格的话,应力在0.1Mpa这个量级就可以了。

如果你要保证第五位没有误差,那你可以试试提高迭代次数,如果是直接求解器可以尝试提高网格划分精度或采用六面体网格代替四面体网格。

Q:ansys workbench怎么把一个静态结构的应力场作为初始状态导入下一个分析?比如说经过轧制的钢板,想知道退火过程中的残余应力变化情况。这个退火的初始应力怎么从轧制结果导过来,已经尝试了连接静态结构分析的solution到瞬态结构的set up,但是应力没有导入

A:先让做焊接分析的人把各个应力分量输出txt文件或csv文件,再用external data模块连接到分析结构的setup。双击external data模块的setup,导入数据。

Q:ANSYS 静力学分析时焊接处的强度该如何处理?

A:要想把实际情况完全模拟出来很难,焊接之后有焊缝区,过热区,正火区,部分相变区,母材区。大概这几个分区,每个区的力学性能都不相同,一般焊缝的强度好于母材,过热区力学性能最差,正火区力学性能最好,如果你想实际去模拟,就要考虑这几个分区的大小,泊松比,杨氏模量,而且这几个参数实际中都应该是非线性的,这里面每个参数想要精确的知道都需要大量的实验做基础。

所以精确模拟这一个简单的过程会非常的麻烦,所以要简化,看你对哪方面的数据要求的更高,不巧我也是做焊接模拟的,这个水好深,共勉。

Q:Ansys静力分析可不可以不添加约束?问题比较小白,但是确实很困惑我。一直以来我们的经验都是分析前添加约束和载荷,如果我有一个自由放置在地面的容器,充注2MPa气体压力后充注口密封,我想计算容器的表面变形情况。容器就是一个外力平衡状态,没有位移约束啊,还是说地面对容器的支持力也属于位移约束?如果这个算刚性约束,进一步讲,我把容器用弹簧挂起来,这样又该怎么分析?ansys workbench怎么做才能模拟这种状态?

A1:这个问题挺好的,不加约束肯定没法收敛的,像这个问题实际情况储气箱肯定是受了重力和地面接触的,你可以把地面也建模,加接触,加重量,然后内部加压力,这样和实际更符合。但简化一般直接建箱子,约束底部就行

A2:1.打开弱弹簧 2.打开惯性释放

Q:在ansys中如何进行强度校核?

A:金属材料通常用mises应力进行校核,静强度采用静力学分析,动强度用动力学分析,譬如谐响应,响应谱,瞬态动力学(隐式或显式),随机振动等,一些特殊材料评价标准也不同,譬如纤维增强复合材料,要考虑纤维失效,基体失效,界面开裂等。总的来说强度问题是一个综合性问题,和分析对象,工况条件等都有关系,具体问题具体分析吧,供参考,说得不是很全面。

2、模态分析

Q:Ansy模态分析可以求出结构的多阶固有频率,如何确定结构可能发生共振的频率?

A:模态分析求解出来的频率,就是结构共振的频率,但是严格来说这还不够,结构是否发生共振,激励频率等于固有频率还不够,还要看激励的方向,如果激励的方向跟振型正交的话,那么也不能引起共振,除此之外,如果理激励刚好位于节点上,也不会发生共振

Q:ANSYS怎么设置两个面脱开,在模态分析的时候又不会相互穿透。(我用的壳体建模)?

A1:模态分析是线性分析,你如果在模态分析的时候有接触等非线性行为的时候,软件会强制线性化处理的,要么绑定,要么mpc处理

A2:正如上面 回答所述,模态分析一般用于线性分析,但是用于非线性也不是不可以,比如说1、采用非线性模态 2、导入Component Mode Synthesis方法。这种方法可以用于楼主的问题: 先计算接触界面上的MacNeal-Rubin模态,然后使用如lagrange乘子法导入接触条件即可

Q:用ANSYS做模态分析获得一阶振型后,如何设定一个最大位移量,然后输出结构件按照一阶振型振动,且最大位移量达到假定值时的应力分布?

A:首先你要明白理论,振型只是节点位移的比例关系,软件显示出来的位移值,只是在一个归一化原则下计算出来的值,不同的归一化算出来的振型值不一样,所以应力也就没有了意义,默认是质量归一化

Q:ANSYS地震谱分析,请问在用ANSYS进行结构的地震反应谱分析时,结构自重及其他荷载如何加上去?

A:自重跟载荷单独算,在计算谱分析,后处理蒋两种工况叠加在一起,取最大值

Q:ANSYS模态分析结果过大怎么办?

我有一 直径20mm 长160mm的主轴,想分析它的震动情况

用ansys分析了6阶模态,位移量都是100多  200mm 频率上万,材料是structural steel,支撑是cylindrical support在两个轴承位置,没有载荷,单位是mm kg N

也改过 fixed support 在端面,结果会小一点,不过还是几十 上百mm的位移和几千hz的频率

新手没怎么用过ansys,之前只分析过应力应变,网格什么的划分的也不太好,不过这个结果也太大了(看其他文献,别人分析的都是几百微米,大了也就几毫米的样子)

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A1:模态分析是对结构求解特征值,节点的位置是对应的特征向量,特征向量是相对量,主要用来观察模态振形,跟受力后位移量的解读是不同的。共振频率看起来是稍大,检查一下材料设定或是边界条件,共振频率和材料的密度弹性系数有关,看看是不是给错或是单位没弄清楚

A2:模态分析属于数学中的特征值分析。根据特征值的理论,与一个特征值 (模态分析中的频率) 对应的特征向量 (模态分析中的模态形状),如果乘以一个非零的实数,所得的向量任然是与相应特征值对应的同一个特征向量,原因就是前后两个特征向量的各个分量,其比例关系是不变的。

具体到模态分析,与某个频率对应的模态形状也是可以任意的放大或缩小 (乘以同一个非零实数)。实际上,为了便于对不同的 CAE 软件进行比较,一般的 CAE 软件,在做模态分析时,都会提供两种 "规范化" 的方法:最大值归一化 (将模态形状的最大值归为 1 或某个值,如 1000) 和质量矩阵归一化。你可以分别下载这两种归一化的方法,然后比较一下分别得到的模态形状的值。

总之,模态分析时得到的模态形状的值不反映真正的模态形状的大小,而只是各分量的一个比例关系。实际的模态形状要在振动响应分析中由外载荷激发出来,具体数值 (各个模态被激发的程度) 由外载荷确定。

你可以找一本 "线性代数" 的书,看一下有关矩阵特征值分析的内容。

Q:请教各位大神,在进行 ansys模态分析后,提取所有的14阶频率全为零,这是什么原因?

A:首先看一下模型连接(接触)是否完整,由于模态分析属于线性分析,会忽略一切非线性特性(比如材料非线性、接触非线性等),所以即便有摩擦接触,也会视作绑定计算,先看一下模型连接的地方是否完整;然后看是否有刚体位移,即约束是否合理,刚体位移的出现会导致结果频率异常;最后看一下材料属性以及单元属性是否正确,单位是否合理。

Q:ansys如何进行子结构分析?

A:主要步骤:

1、粗糙模型coarsemodel,并分析

2、建立子模型submodel,生成切割边界节点文件submodel.node

3、读取粗糙模型,在后处理中进行边界切割插值,生成文件submodel.cbdo

4、读取子模型,读入切割边界插值文件submodel.cbdo

5、对子模型施加其它边界条件,并进行求解计算

3、非线性分析

Q:如何对有缺陷的管子进行非线性应力分析。施加载荷时,最大应力已经超过屈服点。如何对其分析

A1:如果你是想知道如何看待ANSYS的解析结果,那应该去和实验结果比较。

如果你是问如何用ANSYS做非线性材料解析,来判断材料只是塑性变形还是破坏的话,那么参考以下回答。

使用非线性材料,在材料数据库中自己定义。

简单一点的可以用两直线等方硬化则。在原有的弹性变形线上,追加一条超过屈服强度到破坏强度的部分得塑性变形线。(屈服强度245MPa,破坏强度510MPa,延伸率17.1%的钢材的塑性部分切线系数大约是2.25GPa)

有条件的话可以使用多直线等方硬化则。

A2:模态分析的话,应力和位移的关系应该是线性的。可以直接线性变换。

如果要画应力云图的话。

Ansys worbench里好像在结果的地方有个设置factor的地方。

Ansys里不太确定有没有,但是傻笨粗方法是有的,可以把应力读出来,除以系数,再写回去,plot就可以了。

Q:workbench的非线性接触分析与ANSYS/LS-DYNA的非线性分析有何不同?

A:前者一般是隐式的,可以做静力学分析,也可以做常规动力学分析,当然也有一部分是做显示的动力学分析

后者是显式分析,也就是主要做显式动力学分析,所以其非线性分析主要是显式接触,不用设置接触对里面的主面与从面,而在wb里面的非显式分析需要设定,另外,wb里面需要迭代计算,而dyna里面不存在不收敛的问题,也就是没有迭代。

Q:如何用ANSYS 的非线性屈曲来求钢管扩径后的强度?我用ANSYS18.2的动力学模块模拟了钢管的扩径过程,现在想在它的基础上用非线性屈曲求扩径后的抗挤强度,我先是用了Multiframe Restart,再对钢管两端加了全约束,之后对钢管外表面施加了均匀外挤压力,结果只运行了0.0036s,钢管没有发生屈曲,它的抗挤强度我也没有求出来,求大神指点!

A:用不着这么复杂,ansys动力学用dyna求解器,把你扩径的刚管结果导出为dynain文件,然后再建个屈曲求解,在*initial strain或stress里引用就行

Q:ansys非线性力学分析?如何对有缺陷的管子进行非线性应力分析。施加载荷时,最大应力已经超过屈服点。如何对其分析

A1:如果你是想知道如何看待ANSYS的解析结果,那应该去和实验结果比较。

如果你是问如何用ANSYS做非线性材料解析,来判断材料只是塑性变形还是破坏的话,那么参考以下回答。

使用非线性材料,在材料数据库中自己定义。

简单一点的可以用两直线等方硬化则。在原有的弹性变形线上,追加一条超过屈服强度到破坏强度的部分得塑性变形线。(屈服强度245MPa,破坏强度510MPa,延伸率17.1%的钢材的塑性部分切线系数大约是2.25GPa)

有条件的话可以使用多直线等方硬化则。

A2:最大应力超过屈服点可能是因为采用了系统默认的节分点外推选项,关闭这个选项就不会出现这个情况了,命令eresx,no

Q:ansys怎么看非线性结果是否收敛?

A:一般蓝色的表示根据收敛准则的收敛容限计算得到值而紫色的,表示实际结构计算得到的误差,当紫色线低于蓝色线时,表示此子步收敛。

其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。他们分别是累积迭代次数和绝对收敛范数,用来判断非线性分析是否收敛。

青色的是收敛判据,紫色的是每次迭代总合力值,要紫色的值小于等于青色的值才能收敛。

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扩展资料:

一般的情况是,一旦紫色线低于蓝色线,此子步收敛后,在此基础上在增加一个子步的荷载增量,所以,此时,一般,紫色线会突然升高很多,跃过蓝色线,收敛准则有很多。

ansys计算非线性时会绘出收敛图,其中横坐标是cumulative iteration number 纵坐标是absolute convergence norm。分别是累积迭代次数和绝对收敛范数,用来判断非线性分析是否收敛。

常用的有1范数、2范数、无穷范数,这在数值分析的书上有说明,两条曲线是收敛线,两条曲线是方程分析中的收敛值,当方程中的收敛值小于收敛线时,收敛才能保证。

Q:ansys非线性求解选项的问题

载荷步结束时间命令里,若不修改时间设置(默认为0),则ansys使用默认时间值,第一载荷步为1,其他载荷步为1+前一个时间。

我想问下这里的1指的是时间吧,那单位呢;有些例子设的是一个很小的正常数,请问该怎么设置呢?

A:静态分析里,这个1不是时间,只是个载荷分步加载的度量而已,1代表载荷全部加上去,在0.1的时候加了 0.1*总载荷 大小的载荷;这些数值只是个总载荷 的比值而已,没有必要去设定其他数字啦,因为单位的1是最好换算的;

毕竟在非线性分析里,一下子把全部载荷大小加上去,经常导致不收敛。

这种情况下,你可设置end time=1,使用time increment,

time step size指第一步迭代加的载荷增量大小,根据情况设置,你可以设置为0.1;

minimum time step最小的增量步,若第一步加的载荷增量导致不收敛,ansys会自动减少增量步大小,若还不收敛,一直减小,直到小于这个设定值,然后game over;

maxmum time step最大的增量步,若第一步增量步情况下收敛得较松,ansys会尝试加大增量步,但是最大增量步不会超过这个设定值。

若是非线性动力学分析,这个时间就是真实时间了,那个又是另一套设定方式了

Q:ansys 求解几何非线性问题——圆柱壳体受力分析时出现错误, The arc-length value reached the minimum allowed value,run terminated,我也是这个问题,百思不得其解,若您已经解决这个问题的话,希望能帮我一下,不胜感激

A:非线性分析报错多是不收敛吧 建议你适当修改一下初始条件,如果还是不行,适当调整一下设置的选项吧 也有可能是模型本身就有问题,如果是模型本身的问题 你可以查看一下黑色的运行框,里面会有一些详细的问题说明

4、瞬态结构分析

Q:ansys workbench 稳态结构的多载荷步分析和瞬态结构分析有什么区别?在analysis setting 里面,除了有一个时间积分选项(time integration)之外,其余的设置几乎一模一样。

A:位移对时间积分是速度,速度对时间积分是加速度。time integration不打开,则速度和加速度都不予考虑,也就没有动力影响。

Q:用ansys 做结构瞬态动力学分析时 rst文件太大,怎么设置可以不保存这个文件?

A:必须生成rst文件但可以用outres控制输出的结果。

Q:Ansys进行瞬态结构计算时,需要输入瑞丽阻尼alpha和beta,这个参数如何确定?

A:这个可以去看结构动力学教材,一般可根据模态分析的结果来求瑞雷阻尼的刚度系数和质量系数。

Q:用APDL,当ansys完成瞬态动力学分析以后,怎么提取某个节点在Z方向随时间变化的节点力?并将其写入到TXT文档里?需要使用APDL命令流提取数据

A:你可以自己动手在/post26中绘制曲线,保存数据,相关命令会保存在log文件中。

Q:ansys如何将已经进行静态分析的文档进一步进行瞬态分析?

我在分析橡胶圈的受力情况时,分三个载荷步进行分析,前两个载荷步是静态问题,我已经分析出结果了,第三个载荷步是给活塞加一个速度,进行动态仿真。请问ansys可不可以直接进行一次性瞬态和动态仿真,如果不行,请问如何将前面的静态分析文件结果和约束加载到新的文件中进行第三部的动态分析呢?

A1:全部采用瞬态方法,采用三个载荷步,前两个时间步长适当大些,不要开瞬态效应,第三个载荷步要用真实的时间,真实的载荷,开大变形和瞬态效应!

A2:第一步和第二步,瞬态积分关闭,第三步打开

Q:ansys瞬态分析结束后,如何提取轴力时程?

已成功提取位移时程,但是提取单元力的时候显示没有数据,在通用后处理模块看到每一荷载步都是有单元力的,但是提取轴力时程就是显示没有数据,好像跟定义输出结果坐标系有关,不知道怎么搞,望大神指教!

A:1 提取时程结果,必须进入 "时间历程后处理",命令是 /post26。在其中将要提取的结果设置为 "变量",然后可以显示或列表变量。

  2  提取轴力时程,与你使用的单元类型有关。可能需要使用 ETABLE 方式来定义变量。

Q:ansys 瞬态反应的共振频率与模态及谐响应分析反应的共振频率不一致?某单跨斜拉桥,拉锁施加预应力。 模态分析得到的结构前三阶频率f1 f2 f3z,分别对应纵向水平 横向水平 竖向 振动。 跨中施加竖向荷载,进行谐响应分析,得到两个峰值,最大峰对应频率f3z,第二个峰的频率在f1附近。 问题1:以上是不是说明竖向共振频率为f3z? 但在跨中某节点施加主频率为f3z的荷载时程,进行瞬态分析,得到节点加速度时程,并不是共振的形式。 改变荷载频率进行瞬态分析,发现,结构在f1 和f2频率附近发生了共振。 很奇怪呀。 问题2:请问会是什么原因? 问题3:进行有预应力的瞬态分析,大致流程是什么?是不是我的瞬态分析设置不对?

A1:是否发生共振与诸多因素有关,如结构自身的频率和振型,以及激励施加的位置和方向都有关系

A2:考虑预应力在ansys中可以打开选项。先进行一次静态分析得到预应力,然后再进行模态分析~

5、报错提示

Q:ansys分析中出现了这个问题,怎么解决?The L-2 norm of the residual force overflowed. This may be caused by PRED,ON or birth/dead elements. Please use PRED,OFF and try again

A:我在结构分析中也遇到了这个问题。我介绍下我的解决思路,先尝试在命令流中添加PRED,ON命令,发现对于我的问题没有帮助,还是在相近的时间步出现了这一问题。

此后,我尝试了细化网格,更改网格为高阶格式,也没有解决。最后将加载步进一步细化,发现程序能顺利完成计算。希望对你解决这个问题有帮助。

Q:ANSYS结构求解器中出现报错An error occurred while starting the solver module. Please refer to the Troubleshooting section in the ANSYS Mechanical User Guide

A:可能是勾选了Distributed选项,取消Distributed的勾选,File->Solve Process Settings->Advanced...,取消勾选Distribute Solution

Q:在 ansys非线性静力结构分析求解中,出现real constant 1 referenced by at least element type 2 ( link8) and( solid65)?

A: link8 单元和 solid65 单元都需要使用实常数,但是二者的内容大不相同。你可以检查一下实常数 1 的内容,看看是用于哪种单元的,然后为另一种单元重新定义一种实常数,并修改相应单元的实常数编号为新定义的实常数编号。

Q:在Ansys workbench中出现了一个错误:An unknown error occurred during the ANSYS solve. 请问怎么解决?An unknown error occurred during the ANSYS solve. Check the Solver Output on the Solution Information object for possible causes. 这是错误信息。求助。

A1:我找到答案了 进入画网格的模式 tools-solve process setting-advanced-取消勾选distridube Solution

A2:我以前也遇到过这些问题。建议看一下ansys生成的error文件,里面有相应问题的描述。我觉得出现这些问题,多半是因为网格划分有问题,结果不收敛。建议重新划分网格。

Q:ansys瞬态分析计算完成后显示solution is done并且好好的,当进入后处理时就闪退了。

查看了error文件里面

 A reference force value times the tolerance is used by the              

 Newton-Raphson method for checking convergence.  The calculated         

 reference FORCE CONVERGENCE VALUE = 0 is less than a threshold.  This   

 threshold defaults to 1.0-2 or is specified as MINREF on the CNVTOL     

 command.  Check results carefully. 

yuanhui 13:12:25

 *** WARNING ***   SUPPRESSED MESSAGE    CP =      14.711   TIME= 12:00:40

 A reference force value times the tolerance is used by the              

 Newton-Raphson method for checking convergence.  The calculated         

 reference FORCE CONVERGENCE VALUE = 0 is less than a threshold.  This   

 threshold defaults to 1.0-2 or is specified as MINREF on the CNVTOL     

 command.  Check results carefully.                                      

 *** ERROR ***                           CP =    5956.570   TIME= 12:58:43

 An unexpected error ( SIG$SEGV ) has occurred...  ANSYS internal data   

 has been corrupted.  ANSYS is unable to recover and will terminate.     

 Previously saved files are unaffected.  Please send the data leading    

 to this operation to your technical support provider, as this will      

 allow ANSYS, Inc to improve the program.                                

只有最后一个error就是在进入/post26后出现的,其余都是warning。为什么计算收敛完成了还会出现这种情况呢?

A: 这是一个内部错。如果你是使用命令流进行计算的,当命令流中出现违反 ANSYS 规定的语句时,就有可能出现这种情况。

使用 GUI 操作,计算结束后,进入 /post26,一般不会出现这种情况。

ANSYS常见报错与解决办法

1.inefficient memory:内存问题,建议更换设备或加装内存条或简化模型

2.current leak to the air:电流泄露,应该是线圈未闭合

3.no conduct path:看看加电流的激励面位置是否合理

4.com-engine……:建议关闭软件重开

5.The quality of some mesh elements is not acceptable for solution.Please check the geometry for issues in the following location (in meters): X=0.111453, Y=-0.023272, Z=0.0179491.":网孔问题,如果确定模型无误,可以在环境变量中添加:SKIP_MESHCHECK =1  可以跳过网孔检查

由于篇幅限制,更多的Ansys workbench结构仿真的问答总结,我都放在pdf文档里了,有需要的朋友可以点击链接下载,后面我还会不定期更新https://www.jishulink.com/doc/1919392

新入门的同学,如果觉得学习时候还很迷茫,我这里有一些珍藏的Ansys相关课程推荐:

1、ANSYS必修课_workbench基础操作应用(8小时54分钟 | 共59章节)

Ansys workbench基础教程,很适合新手上手。

2、workbench Design Modeler 模块几何建模DM(2小时14分钟 | 共7章节)

这个课程是对workbench Design Modeler模块的学习认识,讲解如何在workbench里建模,内容包括坐标系及草绘、几何体生成及倒角、几何体操作、纤体及面体建模、几何处理、自动修复及测量,如果是workbench建模新手,一定要看看这个视频。

我建了一个Ansys结构分析的学习交流群,群里学习氛围很好,如果有一起学习的小伙伴可以扫码加我,我拉你进群:

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谢谢up,帮大忙了,有些东西还是很有用的
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