Chương 11: Phân tích một số đặc điểm c ủa Ansys Phân tích kết cấu: - Phân tích kết cấu được sử dụng để xác định đường chuyển vị, bi ến 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 ti ếp xúc, chảy dẻo, siêu đàn hồi, từ biến… Hình 3.1: Dầm có độ võng lớn - Phân tích động lực học: + Bao g ồm hiệu ứng khối lượng, giảm chấn. + Phân tích Modal: Xác định tần số riêng, dao động riêng. + Phân tí ch điều hòa : Xác định kết cấu khi tải trọng có dạng hình sin v ới biên độ và tần số xác định. + Phân tích động lực học tức thời: Xác định kết cấu khi tải tr ọng 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 ph ổ + Phân tích dao độ ng ngẫu nhiên + M ất ổn định + K ết cấu con Hình 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 ph ỏng : 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 c ủa thời gian + Cho phép mô ph ỏng sự thay đổi pha (nóng chảy hoặc đông đặ c) Phân tích điện từ - Phân tích điện từ được sử dụng để tính toán từ trường trong các thi ết bị điện từ + Mô phỏng các thiết bị sử dụng nguồn điện một chiều, nguồn xoay chi ều tần số thấp, các tín hiệu tần số tức thời tần số thấp. + Ví d ụ: Thiết bị khởi động từ, các động cơ, máy biến thế. + Các thông s ố đáng quan tâm bao gồm: Mật độ thông lượng t ừ, 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 ph ỏng các thiết bị truyền sóng điện từ + Ví dụ: Các thiết bị thu vi sóng và sóng radio, dẫn song, thiết b ị kết nối đồng trục + Các đại lượng quan tâm gồm có: Các thông số S, nhân tố Q, t ổn 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 d ụ: Thiết bị cao áp, các hệ vi cơ điện tử (MESM), đường truy ền + Các đại lượng điển hình là cường độ và điện dung của trường điện - Độ dẫn điện: Để tính toán dòng điện trong dây dẫn khi áp đặt m ột điện áp - Kết nối mạch: Để kết nối một mạch điện với các thiết bị điện t ừ - Các kiểu phân tích điện từ: + Phân tích t ĩnh: Tính toán từ trường của dòng một chiều hoặc nam châm v ĩnh cửu + Phân tích điều hòa: Tính toán từ trường của dòng điện xoay chi ều + Phân tích t ức thời: Được sử dụng với từ trường thay đổi theo th ời gian Tính toán động lực học dòng chảy - Để xác định phân bố lưu lượng và nhiệt độ trong một dòng ch ảy Hình 3.3. Vận tốc của dòng chảy trong một ống dẫn và phân bố áp suất - ANSYS/FLOTRAN có thể mô phỏng dòng chảy tầng và dòng ch ảy rối, dòng nén được và dòng không nén được, và nhiều dòng ch ảy 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, nhi ệt độ và các hệ số màng. - Âm thanh : + Để phân tích và mô phỏng sự tương tác giữa 1 môi trường ch ất lỏng hoặc khí và khối chất rắn bao quanh. + Ví d ụ : 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 t ần 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 ch ảy) trong bể chứa, và tính toán áp suất thủy tĩnh khuấy lên. + Ví d ụ : 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 khối lượng giữa hai vị trí, ví dụ như dịch chuyển của một khối l ượng 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 th ực 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 gi ải quyết đồng thời cả hai hiện tượng bằng cách kết hợp chúng. - Ví dụ: + Phân tích nhi ệt - ứng suất. + Phân tích áp điện (điện và kết cấu) + Âm thanh (dòng ch ảy và kết cấu) + Phân tích nhi ệt-điện + C ảm ứng nhiệt (từ và nhiệt) + Phân tích t ĩnh điện-kết cấu . Phân tích điện từ tần số cao: + Mô ph ỏng các thiết bị truyền sóng điện từ + Ví dụ: Các thiết bị thu vi sóng và sóng radio, dẫn song, thiết b ị kết nối đồng trục + Các đại lượng quan tâm gồm có:. một chương trình gi ải quyết đồng thời cả hai hiện tượng bằng cách kết hợp chúng. - Ví dụ: + Phân tích nhi ệt - ứng suất. + Phân tích áp điện (điện và kết cấu) + Âm thanh (dòng ch ảy và kết. Chương 11: Phân tích một số đặc điểm c ủa Ansys Phân tích kết cấu: - Phân tích kết cấu được sử dụng để xác định đường chuyển vị, bi ến