《基于Ansys Workbench的圓柱銷接觸分析》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于Ansys Workbench的圓柱銷接觸分析（14頁珍藏版）》請?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,教科書上也沒有，我只是按照自己的理解在做，有錯(cuò)誤的地方，懇請指正。
1．問題描述
一個(gè)鋼銷插在一個(gè)鋼塊中的光滑銷孔中.已知鋼銷的半徑是0。5 units, 長是2。5 units,而鋼塊的寬是4 Units, 長4 Units,高為1 Units，方塊中的銷孔半徑為0.49 units,是一個(gè)通孔。鋼塊與鋼銷的彈性模量均為36e6,泊松比為0。3。
由于鋼銷的直徑比銷孔的直徑要大,所以它們之間是過盈配合?，F(xiàn)在要對
2、該問題進(jìn)行兩個(gè)載荷步的仿真。
（1）要得到過盈配合的應(yīng)力。
（2）要求當(dāng)把鋼銷從方塊中拔出時(shí)，應(yīng)力,接觸壓力及約束力。
2．問題分析
由于該問題關(guān)于兩個(gè)坐標(biāo)面對稱，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，過盈配合。求解沒有附加位移約束的問題，鋼銷由于它的幾何尺寸被銷孔所約束，由于有過盈配合，因而產(chǎn)生了應(yīng)力.
第二個(gè)載荷步,拔出分析。往外拉動鋼銷1。7 units，對于耦合節(jié)點(diǎn)上使用位移條件。打開自動時(shí)間步長以保證求解收斂。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
上述問題是ANSYS自
3、帶的一個(gè)例子。對于幾何體，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，打開該IGS文件進(jìn)行操作。
（3.1）首先打開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】打開導(dǎo)入文件對話框
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】打開導(dǎo)出文件對話框,在該對話框中設(shè)置如下
即把數(shù)據(jù)庫中的幾何體導(dǎo)出為一個(gè)block.igs文件。【OK】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。可見，幾何單元格后面已經(jīng)打勾，說明文件已經(jīng)關(guān)聯(lián)。
5．瀏覽幾何模型
雙擊Geometry單元格，打開幾何體。在彈出的長度單位對話框內(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，長方形的變長是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
然后對該接觸的細(xì)節(jié)面板設(shè)置如下
其中,
（1）說明接觸類型是帶摩擦的接觸，摩擦系數(shù)是0。2，是非對稱接觸
（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會對這兩個(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
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)面為對稱邊界條件
然后還要固定鋼塊的一個(gè)面
此時(shí)模型樹的結(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)閉了自動時(shí)間步長，該載荷步結(jié)束的時(shí)間是100。
（2）的意思是打開大變形開關(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，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，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,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)量級上，一般來說,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,無論經(jīng)典界面還是Workbench均應(yīng)該收斂到同一個(gè)值。
基于Ansys Workbench的圓柱銷接觸分析
