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装配体结构力学分析(5) —— 接触分析在Workbench中的实现

 伊伊爸 2023-02-22 发布于湖北

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引言

前文讨论了接触分析的一些基本理论以及基本参数。

装配体结构力学分析(1) —— 装配体的几种处理方式

装配体结构力学分析(2) —— 几何/自由度/运动副的处理

装配体结构力学分析(3) —— 接触分析基础

装配体结构力学分析(4) —— 接触分析的基本参数 

本篇以ANSYS Workbench为例,简要介绍其具体实现过程。

算例

以某转轴进行接触分析,左边通过绑定接触(线性)形成装配,右边通过标准接触(非线性)形成装配,对比两者的分析结果。

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接触设置

左边的绑定接触设置,选择MPC,相当于形成一个整体。

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右边的标准接触设置,选择有摩擦的接触行为,并使用增强拉格朗日法,同时更新刚度。

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计算设置,并开启自动步长。

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事实上,穿透容差和收敛准则的设置会影响解的收敛性,本案例采用了默认设置。

接触检查

在求解之前,需要通过接触工具对接触进行检查。

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可以看到没有缝隙产生,实际上前面已经设置消除缝隙的选项。接触检查完毕后即可开始求解。

求解

将转轴底部固定,销轴加载。观察力收敛曲线,展示了每个子步和迭代步的收敛情况,本案例较简单,收敛比较快。

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后处理

首先比较两种接触设置的位移和应力。

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可以看到,使用绑定接触,于真实情况有一些误差,位移和应力均偏小。此外,通过接触工具还可以观测接触的状态以及应力。

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接触的状态

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接触穿透和接触法向应力,这是比较重要的一个判断依据,过大穿透得到的结果误差是较大的。

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读者可以分析下,为什么左边模型没有接触穿透和接触应力产生。

最后

接触分析比较复杂,涉及的因素也很多,需要了解基本原理,并通过一些简单的案例熟悉,才能较好的分析实际工程问题。从下期开始,主要讨论ANSYS APDL的一些二次开发知识。

-- 完 --

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