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裝配體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析 ——接觸分析在Workbench中的實現(xiàn)

2020/10/12
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閱讀需 3 分鐘
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引言

前文討論了接觸分析的一些基本理論以及基本參數(shù)。

裝配體結(jié)構(gòu)力學(xué)分析(4) —— 接觸分析的基本參數(shù)?

本篇以 ANSYS Workbench 為例,簡要介紹其具體實現(xiàn)過程。

算例

以某轉(zhuǎn)軸進(jìn)行接觸分析,左邊通過綁定接觸(線性)形成裝配,右邊通過標(biāo)準(zhǔn)接觸(非線性)形成裝配,對比兩者的分析結(jié)果。

接觸設(shè)置

左邊的綁定接觸設(shè)置,選擇 MPC,相當(dāng)于形成一個整體。

右邊的標(biāo)準(zhǔn)接觸設(shè)置,選擇有摩擦的接觸行為,并使用增強(qiáng)拉格朗日法,同時更新剛度。

??

計算設(shè)置,并開啟自動步長。

事實上,穿透容差和收斂準(zhǔn)則的設(shè)置會影響解的收斂性,本案例采用了默認(rèn)設(shè)置。

接觸檢查

在求解之前,需要通過接觸工具對接觸進(jìn)行檢查。

可以看到?jīng)]有縫隙產(chǎn)生,實際上前面已經(jīng)設(shè)置消除縫隙的選項。接觸檢查完畢后即可開始求解。

求解

將轉(zhuǎn)軸底部固定,銷軸加載。觀察力收斂曲線,展示了每個子步和迭代步的收斂情況,本案例較簡單,收斂比較快。

后處理

首先比較兩種接觸設(shè)置的位移和應(yīng)力。

可以看到,使用綁定接觸,于真實情況有一些誤差,位移和應(yīng)力均偏小。此外,通過接觸工具還可以觀測接觸的狀態(tài)以及應(yīng)力。

接觸的狀態(tài)

接觸穿透和接觸法向應(yīng)力,這是比較重要的一個判斷依據(jù),過大穿透得到的結(jié)果誤差是較大的。

讀者可以分析下,為什么左邊模型沒有接觸穿透和接觸應(yīng)力產(chǎn)生。

最后

接觸分析比較復(fù)雜,涉及的因素也很多,需要了解基本原理,并通過一些簡單的案例熟悉,才能較好的分析實際工程問題。從下期開始,主要討論ANSYS APDL的一些二次開發(fā)知識。

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