玩具制造仿真软件：ANSYS二次开发_（14）.案例分析与实践操作.docx

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案例分析与实践操作

在这一部分中，我们将通过具体的案例来分析和实践玩具制造仿真软件的二次开发过程。通过这些案例，您将能够更好地理解如何利用ANSYS进行玩具设计和制造的仿真，并掌握二次开发的关键技术。我们将从简单的案例开始，逐步深入到复杂的项目，确保您能够系统地学习和掌握相关技能。

案例1：弹性球的弹跳仿真

案例背景

弹性球是一种常见的玩具，其弹跳特性是其主要的娱乐功能。通过ANSYS仿真，我们可以分析球的弹跳过程，了解其运动轨迹、受力情况和材料性能。本案例将重点介绍如何使用ANSYS进行弹性球的弹跳仿真，并通过二次开发自定义仿真参数和结果输出。

仿真步骤

模型建立：在ANSYS中建立弹性球的几何模型。

材料属性定义：定义球的材料属性，如弹性模量、密度等。

网格划分：对球进行网格划分，确保网格质量满足仿真要求。

边界条件设置：设置球的初始条件和地面的边界条件。

求解器设置：选择合适的求解器，进行仿真计算。

结果后处理：分析仿真结果，提取关键数据。

代码示例

以下是一个简单的Python脚本，用于通过ANSYS二次开发进行弹性球的弹跳仿真。我们将使用ANSYS的APDL（ANSYSParametricDesignLanguage）进行模型建立和仿真设置。

#弹性球弹跳仿真脚本

importansys.mapdl.coreasmapdl

#连接到ANSYS

mapdl=mapdl.launch_mapdl()

#清除所有数据

mapdl.clear()

#定义球的几何参数

radius=0.05#球的半径，单位：米

height=1.0#初始高度，单位：米

#创建球的几何模型

mapdl.prep7()#进入前处理模块

mapdl.et(1,SOLID185)#定义单元类型

mapdl.mp(EX,1,2e5)#弹性模量，单位：Pa

mapdl.mp(DENS,1,1000)#密度，单位：kg/m^3

mapdl.mp(NUXY,1,0.3)#泊松比

#创建球

mapdl.k(1,0,0,0)#定义球心

mapdl.k(2,radius,0,0)#定义球表面的一个点

mapdl.k(3,0,radius,0)

mapdl.k(4,0,0,radius)

mapdl.k(5,-radius,0,0)

mapdl.k(6,0,-radius,0)

mapdl.k(7,0,0,-radius)

mapdl.ksphere(1,2,3,4,5,6,7)#创建球体

#网格划分

mapdl.esize(0.01)#设置网格大小

mapdl.vmesh(ALL)#对所有体进行网格划分

#定义边界条件

mapdl.finish()#结束前处理

mapdlsolu=mapdl.solu()#进入求解模块

#初始条件

mapdlsolu.slashsolu()#重置求解器

mapdlsolu.d(ALL,ALL)#设置所有自由度为0

mapdlsolu.d(1,ALL)#固定球的底部

mapdlsolu.ic(ALL,VZ,-9.81)#初始速度，单位：m/s

#地面设置

mapdlsolu.asbf(ALL)#定义地面

mapdlsolu.f(1,VZ,-9.81*0.1)#地面反作用力

#求解器设置

mapdlsolu.antype(4)#设置为瞬态分析

mapdlsolu.trnopt(FULL)#设置求解器选项

mapdlsolu.time(1.0)#设置总时间，单位：秒

mapdlsolu.nsubst(100)#设置时间步数

#求解

mapdlsolu.solve()#进行求解

#结果后处理

mapdl.post1()#进入后处理模块

mapdl.set(1)#设置为第一个结果集

mapdl.prvar()#打印变量

mapdl.prnsol(U)#打印位移结果

mapdl.prnsol(V)#打印速度结果

#保存结果

mapdl.save(elastic_ball.rst,1)#保存结果文件

#关闭ANSYS

mapdl.exit()

案例描述

模型建立：我们首先使用ANSYS的前处理模块（prep7）创