《基于Ansys Workbench的圓柱銷(xiāo)接觸分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于Ansys Workbench的圓柱銷(xiāo)接觸分析（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、前面一篇基于Ansys經(jīng)典界面的接觸分析例子做完以后，不少朋友希望了解該例子在Workbench中是如何完成的。我做了一下,與大家共享，不一定正確。畢竟這種東西,教科書(shū)上也沒(méi)有，我只是按照自己的理解在做，有錯(cuò)誤的地方，懇請(qǐng)指正。   1．問(wèn)題描述 一個(gè)鋼銷(xiāo)插在一個(gè)鋼塊中的光滑銷(xiāo)孔中.已知鋼銷(xiāo)的半徑是0。5 units, 長(zhǎng)是2。5 units,而鋼塊的寬是4 Units, 長(zhǎng)4 Units,高為1 Units，方塊中的銷(xiāo)孔半徑為0.49 units,是一個(gè)通孔。鋼塊與鋼銷(xiāo)的彈性模量均為36e6,泊松比為0。3。 由于鋼銷(xiāo)的直徑比銷(xiāo)孔的直徑要大,所以它們之間是過(guò)盈配合。現(xiàn)在要對(duì)

2、該問(wèn)題進(jìn)行兩個(gè)載荷步的仿真。 （1）要得到過(guò)盈配合的應(yīng)力。 （2）要求當(dāng)把鋼銷(xiāo)從方塊中拔出時(shí)，應(yīng)力,接觸壓力及約束力。 2．問(wèn)題分析 由于該問(wèn)題關(guān)于兩個(gè)坐標(biāo)面對(duì)稱(chēng)，因此只需要取出四分之一進(jìn)行分析即可。 進(jìn)行該分析，需要兩個(gè)載荷步： 第一個(gè)載荷步，過(guò)盈配合。求解沒(méi)有附加位移約束的問(wèn)題，鋼銷(xiāo)由于它的幾何尺寸被銷(xiāo)孔所約束，由于有過(guò)盈配合，因而產(chǎn)生了應(yīng)力. 第二個(gè)載荷步,拔出分析。往外拉動(dòng)鋼銷(xiāo)1。7 units，對(duì)于耦合節(jié)點(diǎn)上使用位移條件。打開(kāi)自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)以保證求解收斂。在后處理中每10個(gè)載荷子步讀一個(gè)結(jié)果。 本篇只談第一個(gè)載荷步的計(jì)算。 3．生成幾何體 上述問(wèn)題是ANSYS自

3、帶的一個(gè)例子。對(duì)于幾何體，它已經(jīng)編制了生成幾何體的命令流文件.所以，我們首先用經(jīng)典界面打開(kāi)該命令流文件，運(yùn)行之以生成四分之一幾何體；然后導(dǎo)出為一個(gè)IGS文件，再退出經(jīng)典界面，接著再到WORKBENCH中，打開(kāi)該IGS文件進(jìn)行操作。 （3.1）首先打開(kāi)ANSYS APDL14.5。 （3.2)然后讀入已經(jīng)做好的幾何體。從【工具菜單】—->【File】—->【Read Input From】打開(kāi)導(dǎo)入文件對(duì)話框 找到ANSYS自帶的文件 \Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp 【OK】后四分之一

4、幾何模型被導(dǎo)入，結(jié)果如下圖 （3.3)導(dǎo)出幾何模型 從【工具菜單】】——>【File】—->【Export】打開(kāi)導(dǎo)出文件對(duì)話框,在該對(duì)話框中設(shè)置如下 即把數(shù)據(jù)庫(kù)中的幾何體導(dǎo)出為一個(gè)block.igs文件?！綩K】以后該文件被導(dǎo)出。 （3。4）退出ANSYS APDL14.5. 選擇【OK】退出經(jīng)典界面. 4．打開(kāi)Ansys WorkBench，并新建一個(gè)靜力學(xué)分析系統(tǒng). 結(jié)果如下圖 導(dǎo)入幾何體模型。在Geometry單元格中，選擇Import Geometry -—〉Browse，如下圖 找到上一步所生成的block。igs文件。則該靜力學(xué)系統(tǒng)

5、示意圖更新如下?？梢?jiàn)，幾何單元格后面已經(jīng)打勾，說(shuō)明文件已經(jīng)關(guān)聯(lián)。 5．瀏覽幾何模型 雙擊Geometry單元格，打開(kāi)幾何體。在彈出的長(zhǎng)度單位對(duì)話框內(nèi)，選擇米（Meter）的單位。 然后按下工具欄中的Generate按鈕如下圖 則主窗口中模型如下圖 可見(jiàn)，長(zhǎng)方形的變長(zhǎng)是2m，這與題目中給定的大小是一致的. 然后退出DesignModeler，則又重新回到WorkBench界面中。 6．定義材料屬性 雙擊Engineering Data,則默認(rèn)材料是鋼材。這里直接修改該鋼材的屬性即可。只有線彈性材料屬性：彈性模量36E6和泊松比0.3 然后在工具欄中選擇“Re

6、turn To Project”以返回到WorkBench界面中。 7．創(chuàng)建接觸 在主窗口中分別選擇目標(biāo)面，接觸面如下   然后對(duì)該接觸的細(xì)節(jié)面板設(shè)置如下 其中, （1）說(shuō)明接觸類(lèi)型是帶摩擦的接觸，摩擦系數(shù)是0。2，是非對(duì)稱(chēng)接觸 （2)指明法向接觸面的剛度因子是0.1。 8．劃分網(wǎng)格 雙擊Model單元格進(jìn)入到Mechanical中。在mesh下面插入一個(gè)method，并設(shè)置該方法為Sweep method。在其細(xì)節(jié)視圖中選擇Geometry為兩個(gè)物體。則ANSYS會(huì)對(duì)這兩個(gè)物體按照掃描方式劃分網(wǎng)格。 在Mesh下面再插入一個(gè)尺寸控制,用于控制鋼銷(xiāo)

7、的兩個(gè)直角邊為3等分。 在Mesh下面再插入另外一個(gè)尺寸控制，用于控制鋼銷(xiāo)的1個(gè)圓弧邊為4等分. 按下Generate 后,則生成的有限元模型如下圖。 9．設(shè)置邊界條件 設(shè)置四個(gè)面為對(duì)稱(chēng)邊界條件 然后還要固定鋼塊的一個(gè)面 此時(shí)模型樹(shù)的結(jié)構(gòu)如下圖 10．進(jìn)行求解設(shè)置 進(jìn)行分析設(shè)置 其中，(1)意味著只有一個(gè)載荷步，該載荷步也只有一個(gè)載荷子步，關(guān)閉了自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，該載荷步結(jié)束的時(shí)間是100。 （2）的意思是打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)。 11．求解 在右鍵菜單中選擇Solve進(jìn)行計(jì)算。 12．后處理 查看總體的米塞斯應(yīng)力如下圖 可見(jiàn)，最大的應(yīng)力是0.46Mpa左右，而在經(jīng)典界面中得到的最大米塞斯應(yīng)力是0。29Mpa。這主要應(yīng)該是由于兩邊的網(wǎng)格劃分不一致所導(dǎo)致的。 查看接觸處的狀態(tài)(只考察接觸面) 下面是接觸處的滲透圖 可見(jiàn)，最大滲透量是4.78mm，這與經(jīng)典界面中的同樣有區(qū)別。 下圖是接觸壓力 大致為0。26Mpa，同樣比經(jīng)典界面要大. 可見(jiàn),這里給出的各個(gè)應(yīng)力都要比經(jīng)典界面大，但是都在一個(gè)量級(jí)上，一般來(lái)說(shuō),這應(yīng)該是網(wǎng)格劃分不相同的結(jié)果。如果進(jìn)一步細(xì)分網(wǎng)格,無(wú)論經(jīng)典界面還是Workbench均應(yīng)該收斂到同一個(gè)值。