裝配體結構力學分析 ——接觸分析在Workbench中的實現(xiàn)

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)。

裝配體結構力學分析(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

以某轉軸進行接觸分析，左邊通過綁定接觸(線性)形成裝配，右邊通過標準接觸(非線性)形成裝配，對比兩者的分析結果。

接觸設置

左邊的綁定接觸設置，選擇 MPC，相當于形成一個整體。

右邊的標準接觸設置，選擇有摩擦的接觸行為，并使用增強拉格朗日法，同時更新剛度。

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計算設置，并開啟自動步長。

事實上，穿透容差和收斂準則的設置會影響解的收斂性，本案例采用了默認設置。

接觸檢查

在求解之前，需要通過接觸工具對接觸進行檢查。

可以看到?jīng)]有縫隙產(chǎn)生，實際上前面已經(jīng)設置消除縫隙的選項。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置的位移和應力。

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)以及應力。

接觸的狀態(tài)

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

讀者可以分析下，為什么左邊模型沒有接觸穿透和接觸應力產(chǎn)生。

最后

接觸分析比較復雜，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。