ansys Workbench 静应力模块，利用生死单元技术结合APDL命令，模拟转轴最大扭力

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 ansys Workbench 静应力模块，利用生死单元技术结合APDL命令，模拟转轴最大扭力

示例：要求计算转轴所能承受的最大扭转力矩，转轴抗拉强度1230MPa

模型如下： 中间最细位置R=3

Workbench计算时，左侧固定。右侧面施加圆转位移。

 

效果展示

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操作过程：

首先，初步计算转轴旋转多少会接近许用最大值1000Mpa。确定初始载荷大小。

当加载1° ——0.0174 弧度 ，时 转轴约945Mpa。

其次，利用APDL命令分载荷步逐步增大转角载荷，并在每个载荷步中进入后处理中查看是否有单元应力超过许用值1000Mpa。当有单元超过许用值时记录该单元，在下一步载荷过程中将该单元抑制。继续加载直到循环结束。

1.创建加载点——remotePoint

在Pilot Node APDL Name 中定义名称：后期将在插入的APDL命令中使用该名称，更改载荷大小。

1. 创建单元组——Name Selection

在每个载荷步的后处理中需要筛选单元结果，查看是否超过许用应力。为了缩小查询范围可以先根据经验判断危险截面位置，将危险截面附近的单元定义为一个组。在后期结果查看时，仅在该组内查找单元应力。从而提高计算效率。

注意：选着的是单元组，可以使用框选功能。

1. 在Analysis setting 中插入Command 命令

插入命令如下所示，同时注意单位制的选着，本例使用mm kg N。 命令见附录

 

1. 命令中包含有三种 应力评估方法，一:剪应力失效。二：等效应力失效。三：第一主应力失效。应根据实际工况条，结合零部件失效模式，自主选着。

!!!!!1.使用剪切应力判断是否失效*********************

!etable,myp1,s,1                        !提取第一主应力

!etable,myp3,s,3                        !提取第三主应力

!SADD,mystress,myp1,myp3,1,-1      !构造 剪切应力

!esel,r,etab,mystress,2018                 !选择单元剪切应力大于1009

!!!!!2.使用Von Mises应力判断是否失效*********************

etable,mystress,s,eqv                        !提取Von Mises应力

esel,r,etab,mystress,1230                  !选择单元取Von Mises应力大于1230

!!!!!3.使用第一主应力判断是否失效*********************

!etable,mystress,s,1                           !提取第一主应力

!esel,r,etab,mystress,1230                 !选择单元主应力大于1230

1. 结果显示

结果动画中可以看到 部分单元因超过设定值 而被抑制。

查看约束端力矩，可以看到在第9秒时刻载荷最大约29856Nmm。此时应力云图刚超过许用应力，下一载荷中（9.2s），部分单元即被抑制。动画显示效果即为，转轴断裂。

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附录：

插入的命令：

Finish                 

/prep7

steps=10                                                

timeinc=1

finish                

/solu

nsubst,10,20,10                   

autots,on             

nlgeom,on                                                       

rescontrol,define,last,last,0,dele  

time,1

d,rotorY,roty,0.0174          

allsel,all

solve      

time,2       

d,rotorY,roty,0.0184          

solve

*do,i,1,steps-1

/post1

allsel,all

set,last

cmsel,s, resultGroup       

etable,mystress,s,eqv                    

esel,r,etab,mystress,1230             

cm,myelem%i%,elem                  

finish

allsel,all

cmwrite,temp%i%,cm         

parsav,all,myname,txt       

/solu

antype,,rest                   

parres,change,myname,txt  

*do,j,1,i                                     

/input,temp%j%,cm                 

*get,exists,comp,myelem%j%,type

*if,exists,ne,0,then

cmsel,s,myelem%j%

ekill,all

*endif

*enddo                  

nsubst,5,20,5

autots,on

allsel,all

time,timeinc*(i+1)+1

d,rotorY,roty,0.0184+0.001*i          

allsel,all

solve

finish

*enddo

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