Как в Ansys 2025 R1, Workbench, Static Structural в узлах сетки объёмных конечных элементов задать граничные условия в виде нулевых перемещений?

[Валерий Алексеевич 4]

Здравствуйте. Пытаюсь решить типичную задачу расчёта на прочность: прямоугольная в плане заготовка-лист (с двумя плоскостями симметрии) толщиной 30 мм лежит на 2-х опорах-валках и нагружена сверху-вниз по центру заготовки силой F.

В Ansys 2025 R1, Workbench, Static Structural построил геометрию 2-х валков и лежащей на них заготовки.

На 2-х валках и заготовке автоматически построил сетку объёмных конечных элементов при Resolution = 7.

2-м валкам задал параметр Fixed.

Задал силу F.

Между заготовкой и 2-мя валками задал параметр: Connections, Contacts, Bonded, т.е. заготовка по двум противоположным краям приклеена (Bonded) к 2-м валкам.

Задача решается нормально, рассчитались деформации и напряжения.

 

Задал параметр: Connections, Contacts, Frictional, 0,1. Задача не решается, заготовка улетает с валков под действием силы F.

Чтобы заготовка не улетала с валков, хочу задать граничные условия (ГУ), а именно, нужно в узлах на двух плоскостях симметрии заготовки задать нулевые перемещения в перпендикулярном к плоскостям симметрии направлении.

 

В Интернете нашёл такой вариант задания таких ГУ:

В дереве проекта Project выполняем правый щелчок по папке Model и в появившихся меню выбираем команду Insert, Named Selection.

В дереве проекта Project ниже строк Mesh, Edge Sizing появляются строки Named Selection, Selection.

 

Далее нужно выделить то ли плоскость симметрии с узлами, то ли сами узлы на этой плоскости, но как выделять, не понял и нигде в Интернете не нашёл.

 

Напишите, пожалуйста, как в Ansys 2025 R1, Workbench, Static Structural в узлах сетки объёмных конечных элементов задать граничные условия в виде нулевых перемещений?

Спасибо.

[vik_q 157]

Например вот тут https://ya.ru/video/touch/preview/14752279999695352616

на 3 минуте примерно.

 

Ну или просто выделяете плоскость детали, попадающую в плоскость симметрии и ограничиваете ее перемещение по нужной оси. Через direction deformation

Edited October 4 by vik_q

[Валерий Алексеевич 4]

Спасибо за ответ.

1. Это видео я видел, но ничего полезного для решения моей задачи не нашёл. Автор этого видео применяет уже ранее (в предыдущих лекциях) подготовленные расчёты, которые может быть и нужны мне, но которые я не вижу. А так непонятно, как в дереве проекта появилась строка Symmetry, как автор задал граничные условия в узлах сетки конечных элементов и т.д.

 

2. Логика в подобных задачах, как в моей типичной задаче, такая. Есть сетка конечных элементов с узлами. В любой CAD/CAE-системе должна быть кнопка, после щелчка которой узлы должны выделиться. После щелчка другой кнопки около каждого узла должен появиться номер этого узла. При щелчке по узлу в каком-то окне должны появиться координаты этого узла. При выборе какой-то команды должна появиться возможность задания перемещения, например, нулевого в узле, по которому пользователь щёлкнул или номер которого он ввёл в окно диалога. И неважно, этот узел находится в плоскости симметрии или нет.

В этой версии Ansys 2025 R1 я пока не нашёл ничего подобного.

 

Для решения моей задачи вроде бы больше подходит статья:

https://featips.com/2023/04/01/nodes-on-a-surface-how-to-count-and-select-in-ansys/

Но в этой статье для граничных условий автор щёлкает по известной поверхности цилиндра. А в моей задаче я пока не могу выделить ни плоскость, ни узлы.

 

3.  Что касается рекомендации: Ну или просто выделяете плоскость детали, попадающую в плоскость симметрии и ограничиваете ее перемещение по нужной оси. Через direction deformation

 

В этой версии Ansys 2025 R1 в дереве проекта Project есть команды, вверху есть вкладки, у каждой вкладки есть значки и т.д.

Напишите, пожалуйста, подробно, на какой вкладке выбрать какие значки и команды, чтобы в узлах сетки объёмных конечных элементов можно было задать нулевые перемещения?

Спасибо.

[Jesse 1,013]

03.10.2025 в 13:49, Валерий Алексеевич сказал:

Напишите, пожалуйста, как в Ansys 2025 R1, Workbench, Static Structural в узлах сетки объёмных конечных элементов задать граничные условия в виде нулевых перемещений?

если верно понял, вы хотите задать ГУ не вырезая из исходной модели четверть.
можно выделить нужные узлы через named selection-worksheet-location X/Y/Z.

Затем  на ленте выбираете Direct FE - Displacement. И там выбираете нужную именованную выборку с нужным ограничением.

Там правда некоторый геморрой есть.. надо делать выборку так чтоб ГУ не конфликтовали.. т.е. когда мы накладываем разные ГУ на один и тот же узел, то решатель ошибку может выдать..

И тогда всё сработает

p.s.: обычно если модель несложная, проще в ДМ или спейсклейме сразу вырезать четвертинку и накладывать ГУ как обычно на грань Displacement. Да и модель в 4 раза легче станет :)
p.p.s.: вы могли бы и без условий симметрии посчитать: для этого можно надавить не силой, а перемещением, а затем вытащить Reaction Force.

[Валерий Алексеевич 4]

Jesse, большое спасибо за быстрый подробный ответ с созданием своего проекта для данной расчётной модели.  

Следуя Вашим рекомендациям, я выполнил следующие шаги:

1. В дереве проекта Project выполняем правый щелчок по папке Model и в появившихся меню выбираем команду Insert, Named Selection.

В дереве проекта Project ниже строк Mesh, Edge Sizing появляются строки Named Selection, Selection.

2. В таблице Details of “Selection” в строке Scoping Method вместо заданного по умолчанию метода Geometry Selection выбираем метод Worksheet.

Но дальше я не знаю, что делать.

 

В моём проекте таблица называется Details of “Selection”, а в Вашем проекте: Details of “Multiple Selection”.

 

Вы пишете:

можно выделить нужные узлы через named selection-worksheet-location X/Y/Z.

 

Но как мне выполнить Ваше указание: location X/Y/Z?

 

В дереве проекта Project Вашего проекта я вижу строки:

Selection-X

Selection-Z

 

а я получил только Selection без координат X и Z.

 

В Вашем проекте внизу на вкладке Data View в панели Worksheet есть название Selection-X, а в моём проекте название Selection без координаты X.

Внизу на вкладке Data View я щелкаю по кнопке Generate и получаю сообщение:

The named selection defined by worksheet has no active criteria.  No geometry/mesh will be applied.

Машинный перевод: Именованный выбор, определенный рабочим листом, не имеет никаких активных критериев. Никакая геометрия/сетка не будет применена.

 

Напишите, пожалуйста, как мне выполнить Вашу инструкцию:

 

можно выделить нужные узлы через named selection-worksheet-location X/Y/Z.

 

И как выделяются две плоскости симметрии заготовки, чтобы эти две плоскости совпали с узлами построенной ранее сетки конечных элементов?

 

Спасибо.

[Jesse 1,013]

9 часов назад, Валерий Алексеевич сказал:

Напишите, пожалуйста, как мне выполнить Вашу инструкцию:

проще показать)
скидываю mechdat
symm.mechdat

[Flint_ru 62]

05.10.2025 в 07:44, Валерий Алексеевич сказал:

А так непонятно, как в дереве проекта появилась строка Symmetry

Кликаете ПКМ на Model, далее выбираете Insert, выбираете в выпадающем списке Symmetry. В дереве появляется Symmetry. 

Далее кликаете ПКМ в дереве на появившуюся строку Symmetry  и выбираете Insert-->Symmetry Region ну и далее можно выбрать используя Scoping Method - Geometry Selection нужную вам поверхность , которая является плоскостью симметрии.

[Валерий Алексеевич 4]

Jesse, большое спасибо за Ваш файл Ansys 2025 R2.mechdat.

Этот файл я открыл в Ansys 2025 R1, но многого в этом Вашем проекте так и не понял.

Как я понял, в дереве проекта строку Selection-X из строки Selection Вы записали с помощью команды Rename.

 

В моём проекте при выделении строки Selection в таблице Details of “Selection” в строке Geometry выделяется запись: No Selection. Но как выделить плоскость симметрии я не знаю.

 

Напишите, пожалуйста, как Вы сделали в Вашем проекте, что при выделении строки Selection-X в таблице Details of “Selection-X” в строке Geometry появляется запись “93 Nodes”, а на самой заготовке выделяются эти узлы?

Спасибо.

Flint_ru, большое спасибо за ответ.

Напишите, пожалуйста, как после выбора Model, Symmetry, Insert - Symmetry Region, Scoping Method - Geometry Selection:

 

1) на заготовке выделить плоскость симметрии, чтобы эта плоскость симметрии проходила через узлы построенной ранее сетки конечных элементов;

 

2) как задать в этих узлах, лежащих в плоскости симметрии, нулевые перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии?

Спасибо.

[Jesse 1,013]

12 минут назад, Валерий Алексеевич сказал:

В моём проекте при выделении строки Selection в таблице Details of “Selection” в строке Geometry выделяется запись: No Selection. Но как выделить плоскость симметрии я не знаю.

 

Напишите, пожалуйста, как Вы сделали в Вашем проекте, что при выделении строки Selection-X в таблице Details of “Selection-X” в строке Geometry появляется запись “93 Nodes”, а на самой заготовке выделяются эти узлы?

при создании именованной выборки посредством Worksheet постепенно увеличивайте Range как на скрине выше. Ну либо автоматическую сетку надо создать так, что узлы идеально лежали в плоскости симметрии чтобы даже с нулевым range они попали в выборку

[Валерий Алексеевич 4]

Jesse, большое спасибо за ответ.

Извините меня, пожалуйста, за большое количество вопросов.

 

Ведь решается типичная задача. Тысячи мостов в мире лежат на катках на двух противоположных концах и изгибаются под весом находящихся на мосту машин. Должны быть десятки вариантов численного решения этой задачи, в том числе, в Ansys. Я облазил почти весь Интернет, скопировал более ста файлов по Ansys, но нигде не нашёл решения этой задачи в Ansys. При поиске по этой теме Алиса пишет, например: по Ansys имеется только информация на 2011 год. Вот и поговори с ней.

 

А Вы, господин Jesse, замечательно решили эту задачу, выложили файл решения, а я не могу разобраться даже с десятой частью Вашего решения.

 

Напишите, пожалуйста, где находится параметр Range, который в Вашем файле я не могу найти.

 

И как Вы сделали в Вашем проекте, что при выделении строки Selection-X в таблице Details of “Selection-X” в строке Geometry появляется запись “93 Nodes”, а на самой заготовке выделяются эти узлы?

 

Спасибо.

[Jesse 1,013]

39 минут назад, Валерий Алексеевич сказал:

где находится параметр Range, который в Вашем файле я не могу найти.

так вот же он

 

Постепенно увеличивайте параметры в красных кружках, пока не "поймаются" узлы.

p.s.: в таких сложных и объёмных системах как САЕ системы и особенно Ансис едва ли сразу можно сделать какую-нибудь операцию, даже если досконально изучить справочную систему. Всё равно приходится "тыкать". Я тоже где-то с 3-4 раза сделал правильно.

Метод проб и ошибок наше всё!
 

[Валерий Алексеевич 4]

Jesse, большое спасибо за ответ.

Чтобы получить узлы розового цвета на верхней грани заготовки по линии, близкой к линии симметрии заготовки, перпендикулярной оси X, как на Вашем скрине, я выполнил следующие шаги:

 

1. В дереве проекта Project моего проекта выделяем строку Mesh.

Получаем сетку построенных ранее объёмных конечных элементов.

2. В верхней строке кнопок выбираем кнопку Node.

Эта кнопка выделяется.

3. С нажатой клавишей Ctrl щёлкаем по узлам на верхней грани заготовки по линии, перпендикулярной оси X и близкой к оси симметрии заготовки. Ось симметрии определяем приближённо, например, прикладывая линейку к экрану монитора и деля длину заготовки по оси X пополам.

Получили ряд выделенных узлов на верхней грани заготовки на верхней оси, близкой к оси симметрии заготовки.

 

Напишите, пожалуйста,

как теперь привязать эти выделенные узлы к параметру Selection в дереве проекта,

чтобы при выборе этого параметра Selection в дереве проекта появлялась заготовка с выделенными узлами

и чтобы в таблице Details of “Selection” в строке Geometry вместо записи No Selection появилось количество выделенных узлов, как на Вашем скрине?

Спасибо.

[Flint_ru 62]

07.10.2025 в 11:30, Валерий Алексеевич сказал:

Напишите, пожалуйста, как после выбора Model, Symmetry, Insert - Symmetry Region, Scoping Method - Geometry Selection:

 

1) на заготовке выделить плоскость симметрии, чтобы эта плоскость симметрии проходила через узлы построенной ранее сетки конечных элементов;

 

2) как задать в этих узлах, лежащих в плоскости симметрии, нулевые перемещения в направлении, перпендикулярном плоскости симметрии?

1) Если вы делаете расчет  с плоскостью симметрии - нужно строить геометрическую модель не всю, а только 1/2. Т.е. модель разрезается плоскостью симметрии и работаете только с половиной модели. Тем самым вы сразу в 2 раза уменьшаете размерность задачи. Соответственно, сетка строится тоже только на переданной 1/2 модели. Поскольку вы отрезали пол модели плоскостью, эта плоскость разреза стала поверхностью  и на ней автоматически будут сгенерированы узлы при мешировании, как и на всех остальных поверхностях.

Вы не правильно строите логику: сгенерировали сетку на полной модели, а потом выбираете узлы на плоскости симметрии. Так, действительно, узлы могут и не лежать на плоскости симметрии... Надо брать 1/2 модели, делать сетку на 1/2 модели и накладывать условие симметрии.

2) когда вы добавили симметрию, указав соответствующие поверхности, WB сделает автоматически все нужные закрепления, касающиеся симметрии и вам дополнительно не нужно закреплять узлы на плоскости симметрии в перпендикулярном направлении, это сделает WB.

[Валерий Алексеевич 4]

Господин Flint_ru, большое спасибо за ответ.

То, о чём Вы написали, является вариантом решения данной задачи, когда используется симметричная половина заготовки. Господин Jesse выше написал, что из условия наличия 2-х осей симметрии можно использовать четвёртую часть заготовки, как следующий вариант. Оба эти варианта я буду пытаться реализовать в дальнейшем.  

 

Господин Flint_ru, помогите мне, пожалуйста, решить эту задачу без деления заготовки на половинки.

 

Есть замечательный, решённый господином Jesse, проект, файл “Ansys 2025 R2.mechdat” которого господин Jesse любезно выложил выше. И я пытаюсь создать свой проект на базе сведений о проекте господина Jesse.

 

Чтобы получить узлы розового цвета на верхней грани заготовки по линии, близкой к линии симметрии заготовки, перпендикулярной оси X, как на приведённом выше скрине, я выполнил следующие шаги:

 

1. В дереве проекта Project моего проекта выделяем строку Mesh.

Получаем сетку построенных ранее объёмных конечных элементов.

 

2. В верхней строке кнопок выбираем кнопку Node.

Эта кнопка выделяется.

 

3. С нажатой клавишей Ctrl щёлкаем по узлам на верхней грани заготовки по линии, перпендикулярной оси X и близкой к оси симметрии заготовки. Ось симметрии определяем приближённо, например, прикладывая линейку к экрану монитора и деля длину заготовки по оси X пополам или считая количество элементов и деля пополам. Так как по умолчанию элементы имеют тип Hex20 с 20-ю узлами в каждом элементе, то узлы (Nodes) находятся не только на пересечении рёбер (Edges), но и посередине рёбер, что упрощает поиск узлов, близких к линии симметрии.

Получили ряд выделенных узлов на верхней грани заготовки на верхней оси, близкой к оси симметрии заготовки.

 

4. Выполняем правый щелчок по любому выделенному узлу и в выпавшем списке выбираем команду “Create Named Selection”.

В дереве проекта появляется строка Selection.

 

5. В дереве проекта выполняем правый щелчок по этой строке Selection и в выпавшем списке выбираем команду “Create Nodal Named Selection”.

Но ничего не происходит.

 

Напишите, пожалуйста,

как теперь привязать эти выделенные узлы на заготовке к параметру Selection в дереве проекта,

чтобы при выборе этого параметра Selection в графическом окне появлялась заготовка с выделенными узлами

и чтобы в таблице Details of “Selection” в строке Geometry вместо записи No Selection появилось количество выделенных узлов, как на скрине выше?

Спасибо.

[Jesse 1,013]

3 часа назад, Flint_ru сказал:

Вы не правильно строите логику: сгенерировали сетку на полной модели, а потом выбираете узлы на плоскости симметрии. Так, действительно, узлы могут и не лежать на плоскости симметрии... Надо брать 1/2 модели, делать сетку на 1/2 модели и накладывать условие симметрии.

ну да кстати. Тут простая плита и поэтому на гексо-сетке можно "уложить" все узлы в одной плоскости. А если сложная модель где отверствия и прочее и где вообще только тетра-сетка строится такой фокус уже не сработает, и придётся как минимум очень сильно мельчить модель.
Короче, лучше всегда вырезать кусок и накладывать симметрию)

[Валерий Алексеевич 4]

Господин Jesse, большое спасибо за ответ.

Следуя Вашей рекомендации и приведённой выше рекомендации господина Flint_ru

 

(Кликаете ПКМ на Model, далее выбираете Insert, выбираете в выпадающем списке Symmetry. В дереве появляется Symmetry. Далее кликаете ПКМ в дереве на появившуюся строку Symmetry  и выбираете Insert-->Symmetry Region ну и далее можно выбрать используя Scoping Method - Geometry Selection нужную вам поверхность , которая является плоскостью симметрии.),

 

как вариант, считаем, что на приведённом выше скрине заготовки имеется продольная, вдоль оси X, плоскость симметрии, и имеем симметричную половину заготовки. Т.е. передняя грань по толщине заготовки является плоскостью симметрии, и перемещения узлов в перпендикулярном направлении (по оси Z) равны нулю.

 

Выполняем следующую пошаговую инструкцию.

1. В дереве проекта Project выполняем правый щелчок по папке Model и в появившемся меню выбираем команду Symmetry.

В дереве проекта Project появляется папка Symmetry.

 

2. В дереве проекта Project выполняем правый щелчок по папке Symmetry и в появившихся списках выбираем команду Insert, Symmetry Region.

В дереве проекта Project в папке Symmetry появляется строка Symmetry Region со знаком вопроса, а в таблице Details of “Symmetry Region” выделяется строка Geometry с записью No Selection.

 

3. В верхней строке значков выбираем значок Face.

Этот значок выделился.

 

4. Щёлкаем по передней грани по толщине заготовки; эту грань мы считаем плоскостью симметрии.

Эта грань выделилась.

 

5. В таблице Details of “Symmetry Region” в строке Geometry щёлкаем по записи No Selection и щёлкаем появившуюся кнопку Apply.

Передняя грань заготовки, которая является плоскостью симметрии, выделилась, а в таблице Details of “Symmetry Region” в строке Geometry появилась запись: 1 Face. В дереве проекта Project в папке Symmetry и в строке Symmetry Region два знака вопроса заменились на два зелёных флажка.

 

5. В таблице Details of “Symmetry Region” в строке “Symmetry Normal” выбираем “Z Axis”.

 

Напишите, пожалуйста, как теперь задать, что перемещение всех узлов в этой плоскости симметрии в направлении оси Z равны нулю.

Спасибо.

 

[Jesse 1,013]

15 минут назад, Валерий Алексеевич сказал:

Следуя Вашей рекомендации и приведённой выше рекомендации господина Flint_ru

 

(Кликаете ПКМ на Model, далее выбираете Insert, выбираете в выпадающем списке Symmetry. В дереве появляется Symmetry. Далее кликаете ПКМ в дереве на появившуюся строку Symmetry  и выбираете Insert-->Symmetry Region

не обижайтесь , но такое ощущение как-будто я общаюсь с нейросетью
да потыкайте вы там пока не получится) все так делают.
5-10-20 раз тыкайте. Ансис не сломается от этого)

Я же выше писал: метод проб и ошибок наше всё. 
Пока вы эти длинные тексты писали что куда нажимать уже давно сделали бы...

[Валерий Алексеевич 4]

Господин Jesse, большое спасибо за ответ.

Каждый вариант попытки решения этой задачи я вынужден подробно записывать в виде пошаговой инструкции, чтобы не повторяться.

Я продолжаю приведённую выше инструкцию:

6. В верхней строке значков щёлкаем по значку Face.

Этот значок выделяется.

7. Щёлкаем по передней грани заготовки, которая является плоскостью симметрии.

Эта грань выделяется.

8. В дереве проекта Project выделяем строку “Static Structural” и на появившейся вкладке Environment щёлкаем значок Displacement.

В дереве проекта Project в разделе “Static Structural” появляется строка Displacement.

9. В дереве проекта Project в разделе “Static Structural” выделяем строку Displacement.

В таблице Details of “Displacement” появляются строки: X Component, Y Component, Z Component.

10. В таблице Details of “Displacement” в ячейке строки “Z Component” записываем 0, как для плоскости симметрии, и нажимаем клавишу Enter.

Строки преобразились так: X Component - Free, Y Component - Free, Z Component – 0.

 11. Так как значок Face выделен, то снова щёлкаем по грани, являющейся плоскостью симметрии.

Грань, являющаяся плоскостью симметрии, выделяется.

 12. В таблице Details of “Displacement” в строке Geometry щёлкаем по записи No Selection и щёлкаем появившуюся кнопку Apply.

На грани, являющейся плоскостью симметрии, появляется жёлтая стрелка, а в таблице Details of “Displacement” в строке Geometry появляется запись “1 Face”.

 13. Щёлкаем кнопку Solve. Получаем 2 типичные ошибки и 1 предупреждение:

 An internal solution magnitude limit was exceeded. Please check your Environment for inappropriate load values or insufficient supports.  Please see the Troubleshooting section of the Help System for more information.          Project>Model>Static Structural>Solution            Thursday, October 9, 2025 2:14:08 PM

An internal solution magnitude limit was exceeded. (Node Number 124304, Body Blank, DOF UY) Please check your Environment for inappropriate load values or insufficient supports.  You may select the offending object and/or geometry via RMB on this warning in the Messages window.  Please see the Troubleshooting section of the Help System for more information.                Project>Model>Static Structural>Solution   Thursday, October 9, 2025 2:14:08 PM

Solver pivot warnings or errors have been encountered during the solution.  This is usually a result of an ill conditioned matrix possibly due to unreasonable material properties, an under constrained model, or contact related issues.  Check results carefully.                Project>Model>Static Structural>Solution   Thursday, October 9, 2025 2:14:03 PM

 

Чтобы исправить ошибки, по-видимому, надо задать ещё одно граничное условие, что узлы в центре плоскости симметрии вдоль толщины заготовки не могут перемещаться, кроме оси Z, ещё и по оси X. Но как это записать в Ansys, я не знаю.

 

[Валерий Алексеевич 4]

Господин Jesse, я открыл Ваш файл symm.mechdat, который Вы любезно выложили выше, в Ansys 2025 R2. Попытался запустить его на решение, нажимая кнопку Solve, но проект не запускается.

 

Следуя параметрам Вашего проекта, я попробовал несколько вариантов решения этого проекта: на двух валках лежит листовая заготовка, на которую действует вертикальная сила. Но у меня ничего не получается. На всех моих вариантах проекта, под действием силы заготовка улетает вертикально вниз сквозь валки, “не видя” валков.

 

Можно попросить Вас выложить файл *.wbpj этого Вашего проекта, чтобы проект можно было запустить и посмотреть, почему в Вашем проекте под действием силы заготовка не улетает вниз сквозь валки?

Спасибо.

 

[Jesse 1,013]

20 часов назад, Валерий Алексеевич сказал:

выложить файл *.wbpj

приложил)

symm and contact direct BC.wbpz
смотрите вот эти 2 расчета

там на четверти исходной модели с симметрией расчет сделан.
в расчете D приложена сила с мягкими пружинами.
в расчета Е нагружение перемещением и мягкие пружины выключены. Т.е. у нас все степени свободы ограничены и всё считается спокойно без стабилизаций, пружин и прочего. Только там к вершине приложено перемещение. Вы можете площадку выделить в спейсклейм или ДМ которая по факту нагружается и туда надавить. Или по узлам в Меканикал. Но у вас с этим проблемы)
 Потом вытаскиваете силу реакции, и масштабируете заданное перемещение так, чтобы получилось значение вашей фактической силы.