Chương 11: Phân tích một số đặc điểm của Ansys Phân tích kết cấu: - Phân tích kết cấu được sử dụng để xác định đường chuyển vị, biến dạng, ứng suất, và các phản lực.. + Phân tích điều
Trang 1Chương 11: Phân tích một số đặc điểm
của Ansys
Phân tích kết cấu:
- Phân tích kết cấu được sử dụng để xác định đường chuyển vị,
biến dạng, ứng suất, và các phản lực
- Phân tích tĩnh:
+ Sử dụng trong trường hợp tải tĩnh
+ Ứng xử phi tuyến: Ví dụ như độ võng lớn, biến dạng lớn, bài toán tiếp xúc, chảy dẻo, siêu đàn hồi, từ biến…
Hình 3.1: Dầm có độ võng lớn
- Phân tích động lực học:
+ Bao gồm hiệu ứng khối lượng, giảm chấn
+ Phân tích Modal: Xác định tần số riêng, dao động riêng
+ Phân tích điều hòa : Xác định kết cấu khi tải trọng có dạng hình sin với biên độ và tần số xác định
+ Phân tích động lực học tức thời: Xác định kết cấu khi tải
trọng thay đổi theo thời gian và có thể bao gồm cả phi tuyến
- Một số khả năng khác trong phân tích kết cấu:
+ Phân tích phổ
+ Phân tích dao động ngẫu nhiên
+ Mất ổn định
+ Kết cấu con
Trang 2Hình 3.2 : Dạng chuyển vị
Động lực học biến dạng lớn
- Dùng để mô phỏng biến dạng rất lớn khi lực quán tính đóng
vai trò quyết định
- Dùng để mô phỏng các bài toán va chạm, phá hủy, tạo hình
nhanh…
Phân tích nhiệt
- Phân tích nhiệt được dùng để xác định trường phân bố nhiệt
độ trong một vật thể Các đại lượng đáng quan tâm khác bao gồm : lượng nhiệt mất đi hoặc tăng lên, gradient nhiệt, và dòng nhiệt
- Tất cả 3 dạng truyền nhiệt cơ bản đều có thể được phân tích
và mô phỏng : dẫn nhiệt, đối lưu, bức xạ
- Trạng thái ổn định: Bỏ qua các ảnh hưởng phụ thuộc thời
gian
- Trạng thái tức thời hay chưa ổn định:
+ Để xác định nhiệt độ và một số đại lượng khác như một hàm của thời gian
+ Cho phép mô phỏng sự thay đổi pha (nóng chảy hoặc đông đặc)
Trang 3 Phân tích điện từ
- Phân tích điện từ được sử dụng để tính toán từ trường trong
các thiết bị điện từ
+ Mô phỏng các thiết bị sử dụng nguồn điện một chiều, nguồn xoay chiều tần số thấp, các tín hiệu tần số tức thời tần số thấp
+ Ví dụ: Thiết bị khởi động từ, các động cơ, máy biến thế
+ Các thông số đáng quan tâm bao gồm: Mật độ thông lượng
từ, cường độ từ trường, lực và mô men từ, trở kháng, độ tự cảm, dòng điện xoáy, công suất mất mát và dòng rò
- Phân tích điện từ tần số cao:
+ Mô phỏng các thiết bị truyền sóng điện từ
+ Ví dụ: Các thiết bị thu vi sóng và sóng radio, dẫn song, thiết
bị kết nối đồng trục
+ Các đại lượng quan tâm gồm có: Các thông số S, nhân tố Q, tổn thất đường về, tổn hao điện môi và tổn hao dẫn điện, các trường điện từ
- Phân tích tĩnh điện:
+ Tính toán trường điện khi kích thích bằng điện áp hay tích điện
+ Ví dụ: Thiết bị cao áp, các hệ vi cơ điện tử (MESM), đường truyền
+ Các đại lượng điển hình là cường độ và điện dung của trường điện
Trang 4- Độ dẫn điện: Để tính toán dòng điện trong dây dẫn khi áp đặt
một điện áp
- Kết nối mạch: Để kết nối một mạch điện với các thiết bị điện
từ
- Các kiểu phân tích điện từ:
+ Phân tích tĩnh: Tính toán từ trường của dòng một chiều hoặc nam châm vĩnh cửu
+ Phân tích điều hòa: Tính toán từ trường của dòng điện xoay chiều
+ Phân tích tức thời: Được sử dụng với từ trường thay đổi theo thời gian
Tính toán động lực học dòng chảy
- Để xác định phân bố lưu lượng và nhiệt độ trong một dòng
chảy
Hình 3.3 Vận tốc của dòng chảy trong một ống dẫn và phân bố
áp suất
Trang 5- ANSYS/FLOTRAN có thể mô phỏng dòng chảy tầng và
dòng chảy rối, dòng nén được và dòng không nén được, và nhiều dòng chảy kết hợp
- Ứng dụng cho : hàng không vũ trụ, đóng gói điện tử, thiết kế
ôtô
- Các đại lượng đặc trưng đáng quan tâm là vận tốc, áp suất,
nhiệt độ và các hệ số màng
- Âm thanh :
+ Để phân tích và mô phỏng sự tương tác giữa 1 môi trường chất lỏng hoặc khí và khối chất rắn bao quanh
+ Ví dụ : Loa phóng thanh, nội thất ô tô, thiết bị dò bằng siêu
âm
+ Các đại lượng đặc trưng bao gồm: phân bố áp suất, chuyển vị
và
các tần số riêng
- Phân tích chất lỏng (hoặc khí) trong bể chứa :
+ Để mô phỏng hiệu ứng của một chất lỏng hoặc khí đứng yên (không chảy) trong bể chứa, và tính toán áp suất thủy tĩnh khuấy lên
+ Ví dụ : Trong tàu chở dầu, các bình chứa chất lỏng khác
- Nhiệt và sự dịch chuyển khối lượng: Một phần tử 1 chiều
được sử dụng để tính toán lượng nhiệt sinh ra do sự dịch chuyển
Trang 6khối lượng giữa hai vị trí, ví dụ như dịch chuyển của một khối lượng trong một cái ống
Phân tích tương tác giữa các trường vật lí :
- Xem xét sự tương tác giữa hai hoặc nhiều trường khác nhau
Vì trên thực tế các trường đều phụ thuộc lẫn nhau, nên không thể giải quyết chúng một cách tách biệt, bởi vậy cần có một chương trình giải quyết đồng thời cả hai hiện tượng bằng cách kết hợp chúng
- Ví dụ:
+ Phân tích nhiệt - ứng suất
+ Phân tích áp điện (điện và kết cấu)
+ Âm thanh (dòng chảy và kết cấu)
+ Phân tích nhiệt-điện
+ Cảm ứng nhiệt (từ và nhiệt)
+ Phân tích tĩnh điện-kết cấu
