ANSYS——对称模型对称边界的确定以及对称边界的约束施加问题
目录
一、什么是对称模型（对称模型的特性）？
1、模型的形状关于对称轴对称
2、模型的材料一般具有各项同向性；
3、模型所承受的载荷是对称的，即关于对称轴载荷方向相反，大小一致；
4、模型的约束关于对称轴对称。
二、利用模型的对称特性的目的？
分析过程中很重要的一步就是对模型做适当的简化，在不影响关心区域的网格密度的同时控制整个模型的大小。其中的一种方法就是利用模型的对称性，只对模型的一部分进行建模分析。其基本原理就是，如果模型的几何形状和载荷满足一定的对称条件，就可以只对其中的一部分进行建模求解，得到的结果可以代表整个模型的结果。
通过模型的对称性对一部分模型进行分析不但减少了计算量缩短了计算时间，而且其分析的部分模型的结果可以用来反映震整个模型的受力情况。方便建模。
三、什么是对称或者反对称约束（约束条件的施加依据）？
这部分大家细细品味写的不错，摘自：https://wenku.baidu.com/view/8fece86df18583d048645952.html
1、对称边界条件
在结构分析中是指:不能发生对称面外(out-of-plane) 的移动(translations) 和对称面
内(in-plane) 的旋转(rotations) 。这句话可以理解为:在结构中施加对称条件为指向边界的位移和绕边界的转动被固定。
例如，若对称面的法向为X，如果你在对称面上的节点上施加了对称边界条件，那么:
1)不能发生对称面外的移动导致节点处的UX(法向位移)为0。
2)不能发生对称面内的旋转导致ROTZ, ROTY ( 绕两个切线方向的转角)也为0。
2、反对称边界条件
在结构分析中是指:不能发生对称面( out-of- plane)的移动(translations) 和对称面
外(in-plane) 的旋转(rotations) 。这句话可以理解为:在结构中施加反对称条件为平行边界的位移和绕垂直边界的转动被固定。
例如，若对称面的法向为X，如果你在对称面上的节点上施加了反对称边界条件，那么:
1)不能发生对称面的移动导致节点处的UY，UZ (切向位移)为0。
2)不能发生对称面外的旋转导致ROTX (绕法线方向的转角)也为0。
四、怎么施加对称和反对称边界条件
1、GUI
2、命令流
注意：
1）除了上面的方式，也可以像一般操作一样对对称边界进行约束的施加，只要保证对称边界的约束条件足够精确即可。对约束，表面载荷，体积载荷和Y方向加速度，可以象对任何非轴对称模型上定义这些载荷一样来精确地定义这些载荷。然而，对集中载荷的定义，过程有所不同。因为这些载荷大小、输入的力、力矩等数值是在360°范围内进行的，即：根据沿周边的总载荷输入载荷值。
2）要指定足够数量的约束以防止产生不期望的刚体运动、不连续或奇异性。例如，对实心杆这样的实体结构的轴对称模型，缺少沿对称轴的UX约束，在结构分析中，就蕴藏了允许形成虚“voids”。
3）通过上述的方式进行设置，可以解决对称面不与坐标系平面平行的问题
4）利用对称性的难点在于要知道施加什么样的边界条件可以得到对称的结果。一个轴或一个对称面有多个不同的*度。对于带有中间孔的矩形板，其水平对称轴的垂直位移是相同的，同样垂直对称轴的水平位移是相同的。虽然这些*度可以是非零的，但我们可以将其作为零来处理，并据之施加边界条件。如果我们正确的选择了设置为零的*度，我们就可以根据对称性得到正确的结果。
五、2D对称和3D对称问题
1、首先需要明确的是:如果使用2D实体单元，由于都只有Ux和Uy两个*度，无论对称还是反对称约束，都不可能去约束转角*度。同样的，如果是3D问题，但是采用实体单元建模，也不可能去约束转角*度，只有在使用了梁单元(2D 或3D)或壳体单元的情况，才可能约束转角*度。
2、对于2D问题，建模平面平行于总体坐标系的XOY平面，2D问题的对称平面实际上是通过2D建模平面中的对称线并垂直于2D建模平面的一-个平面，其两个切线-一个在2D平面中，即该对称线，另一个垂直于2D建模平面:其法线在2D建模平面中，与对称线垂直。
对于2D平面中对称和反对称条件的设置
(1)对称条件:沿对称线法向的位移和绕对称线的转角为零。
(2)反对称条件:沿对称线的位移和在建模平面内的转角为零。
此外仍需注意，根据前一点所述， 如果只定义2D实体单元，则没有转角的条件:如果定义了2D梁单元才有转角的条件。
相关实例分析可见：《ANSYS——分析实例，平面对称问题》