基于ANSYS经典界面的接触分析例子
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基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用一、引言接触问题是工程领域中常见的一个重要问题,它在很多实际应用中都具有关键作用。
接触分析能够帮助工程师设计和改进各种产品和结构,从而提高其性能和寿命,减少故障和事故的发生。
ANSYS作为一款强大的工程仿真软件,提供了多种接触分析方法和工具,为工程师们解决接触问题提供了便利。
本文将重点介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法和其在工程中的应用。
二、接触问题的分析方法接触问题的分析方法主要包括两种:解析方法和数值模拟方法。
解析方法基于一系列假设和理论分析,能够给出理论解析解,但局限于简单的几何形状和边界条件。
数值模拟方法通过建立几何模型和边界条件,利用数值计算的方法求解接触过程的力学行为和变形情况,可以适用于复杂的几何形状和边界条件。
ANSYS软件采用的是数值模拟方法,它基于有限元法和多体动力学原理,可以使用接触元素来建立模型,模拟接触过程中的相互作用,得到接触点的应力、应变以及变形信息,从而分析接触的性能和行为。
接下来将介绍ANSYS软件中的接触分析方法和其在工程中的应用。
三、接触分析方法1. 接触元素:ANSYS软件提供了多种接触元素供用户选择,包括面接触元素、体接触元素和线接触元素。
用户可以根据具体的接触问题选择合适的接触元素,建立几何模型来模拟接触行为。
2. 接触定义:在ANSYS软件中,用户可以通过定义接触性质、接触参数和接触约束来描述接触问题。
接触性质包括摩擦系数、接触行为模型等;接触参数包括接触初始状态、接触刚度等;接触约束包括接触面间的约束条件等。
3. 接触分析:通过在ANSYS软件中建立模型,定义接触参数和加载条件,进行接触分析,得到接触点的应力、应变和变形信息。
可以通过分析结果来评估接触性能,发现可能存在的问题,并进行改进和优化。
四、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域:在机械工程中,接触问题广泛存在于各种设备和结构中,如轴承、齿轮、支撑结构等。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着计算机技术的飞速发展,有限元分析软件在工程领域的应用越来越广泛。
ANSYS软件作为一款广泛使用的有限元分析软件,在接触问题分析和解决方面发挥着重要作用。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。
二、ANSYS软件中的接触问题分析1. 接触问题的基本概念接触问题是一种典型的非线性问题,涉及两个或多个物体在接触面上相互作用的力学行为。
在ANSYS软件中,通过定义接触对来模拟这种相互作用。
2. ANSYS软件中接触问题的分析方法ANSYS软件采用有限元法对接触问题进行数值分析。
首先,将接触问题离散化为有限元网格,然后通过迭代法求解接触问题中的非线性方程组。
在ANSYS中,可以通过定义接触单元、设置接触刚度、摩擦系数等参数来模拟真实的接触行为。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域的应用在机械工程领域,ANSYS软件被广泛应用于各种机械零件的接触问题分析。
例如,齿轮传动中的齿面接触、轴承中的滚动体与内外圈的接触等。
通过ANSYS软件的分析,可以了解接触区域的应力分布、变形情况等,为机械零件的设计和优化提供依据。
2. 汽车工程领域的应用在汽车工程领域,ANSYS软件被用于汽车零部件的接触问题分析和整车性能仿真。
例如,在汽车碰撞过程中,车身与零部件之间的接触力、应力分布等都需要通过ANSYS软件进行分析。
此外,ANSYS还可以用于汽车悬挂系统、制动系统等的仿真分析,为汽车设计和优化提供支持。
3. 航空航天领域的应用在航空航天领域,ANSYS软件被广泛应用于飞机、卫星等航天器的结构分析和优化。
例如,在飞机起降过程中,机翼与机身之间的连接处的应力集中和变形情况需要通过ANSYS软件进行分析。
此外,ANSYS还可以用于航空航天领域的热力耦合问题、流体动力学问题等的仿真分析。
四、结论本文介绍了基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用。
ANSYSWorkbench接触分析案例详解本⽂由Workbench⼩学⽣授权转载这篇⽂章囊括了接触分析中常见的问题,并通过思考和验证,给出了解决⽅案和经验总结,相信朋友们按照这篇教程完整的⾛⼀遍分析过程,会对接触分析的理解更近⼀步。
1.建模。
条件:⼀个圆盘与⼀个矩形板,⽣成壳体。
注意:两者分析之前未接触。
2.选取材料。
进⼊材料库,选取⾮线性材料中的铝合⾦(Aluminum Alloy NL)注意:NL表⽰Nonlinear ,译为⾮线性。
3.进⼊分析模块,调出Properties选项4.修改分析类型,将Analysis type由3D改为2D5.双击Model进⼊分析界⾯,修改矩形板的材料为Aluminum Alloy NL,圆盘默认为结构钢(Structural Steel)6.参数设置(1)根据左侧outline依次向下添加(由于此分析不⽤添加局部坐标系,因此修改完材料属性后,直接添加接触)(2)⼯况:矩形板与圆盘为摩擦接触(也可使⽤⽆摩擦接触,读者可以亲⾃尝试)(3)接触⾯为圆盘外圆周,⽬标⾯为矩形板顶边,设置摩擦系数为0.15(4)由于模型为刚-柔接触,因此修改behavior为⾮对称(Asymmetric)(5)在advanced中将接触算法设置为增⼴拉格朗⽇(Augmented Lagrange)(6)探测⽅法设置为⾼斯点探测(on Gauss point )注意:①由于两者的材料都是⾦属,因此摩擦系数 ≤0.2②⾮线性分析中默认的接触算法为增⼴拉格朗⽇(Augmented Lagrange),线性默认为纯罚函数(Pure penalty)③纯罚函数的收敛性很好,接触刚度对其影响⼤,但是它的穿透性不可控制,⽽增⼴拉格朗⽇收敛性表现为穿透较⼤,迭代次数较多,但其可以在⼀定程度上控制穿透性④⾼斯点与节点探测的区别:⾼斯点:适合⼤多情况,⽹格密度⼩、更精确节点:仅适⽤于⾓接触⑤局部坐标系的添加:如果全局坐标系不是所需要的,就必须添加局部坐标系作为附属坐标系7.划分⽹格(Mesh),选中图中模型,根据模型⾃动划分⽹格8.分析设置(Analysis Setting)(1)打开⾃动时间步(Anto Time Stepping)与⼤变形(Large Deflection)(2)修改载荷⼦步依次为50,50,100后,其他均默认9.添加边界条件(Load or Supports)(1)选中矩形板的下边线,将其设置为Displacement(2)X⽅向数值设置为-15mm,Y⽅向数值设置为0(3)选中圆盘的外圆周,将其设置为Fixed support思考:为什么打开⼤变形开关?答:因为在静⼒学中,极限转动⾓度为10°,⼤位移或者⼤转动即视为⾮线性分析,当受⼒物体的变形与其⼏何尺⼨相⽐较⼤,且线性叠加原理不再适⽤时,可视作⼤变形。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展,接触问题在各类工程领域中变得愈发重要。
在产品设计、制造、装配以及维护过程中,各种物体间的接触和碰撞都会产生重要影响。
因此,对于接触问题的精确分析和解决成为了一项重要的任务。
ANSYS软件作为一款广泛使用的工程仿真软件,提供了强大的接触问题分析工具。
本文将基于ANSYS软件,对接触问题进行分析,并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件中的接触问题分析1. 接触问题的基本理论接触问题是一种高度非线性的问题,涉及到物体间的相互作用力、变形和运动。
在ANSYS中,接触问题主要通过设置接触对、定义接触刚度以及调整接触条件等步骤进行分析。
这些步骤的关键在于正确理解和设定模型参数,以保证仿真结果的准确性。
2. ANSYS软件中的接触类型及分析方法ANSYS软件提供了多种接触类型,如面面接触、点面接触等。
根据不同的接触类型,选择合适的分析方法对问题进行求解。
此外,ANSYS还支持多种求解器,如直接法、迭代法等,可以根据问题的性质和规模选择合适的求解器。
三、ANSYS在工程中的应用1. 机械工程领域的应用在机械工程领域,ANSYS广泛应用于零件装配、模具设计、机械臂等领域的接触问题分析。
例如,在零件装配过程中,通过ANSYS软件可以分析零件间的接触力和变形情况,为优化装配过程提供依据。
此外,在模具设计中,ANSYS可以帮助分析模具与材料间的接触热传导问题,为提高产品质量提供支持。
2. 土木工程领域的应用在土木工程领域,ANSYS可用于分析建筑物、桥梁等结构的接触问题。
例如,在桥梁设计中,通过ANSYS软件可以分析桥梁各部分之间的接触力和变形情况,为桥梁的安全性和稳定性提供保障。
此外,在地震工程中,ANSYS还可以用于分析建筑物与地基之间的接触问题,为抗震设计提供依据。
3. 汽车工程领域的应用在汽车工程领域,ANSYS被广泛应用于汽车零部件的接触问题分析。
a n s y s面与面接触分析实例面与面接触实例:插销拨拉问题分析定义单元类型Element/add/edit/delete定义材料属性Material Props/Material Models Structural/Linear/Elastic/Isotropic定义材料的摩擦系数建立几何模型Modeling/Create/Volumes/Block/By DimensionsX1=Y1=0,X2=Y2=2,Z1=2.5,Z2=3.5Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By DimensionsModeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes先拾取长方体,再拾取圆柱体。
Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By Dimensions划分掠扫网格Meshing/Size Cntrls/ManualSize/Lines/Picked Lines拾取插销前端的水平和垂直直线,输入NDIV=3再拾取插座前端的曲线,输入NDIV=4PlotCtrls/Style/Size and Shape,在Facets/element edge列表中选择2 facets/edge建立接触单元Modeling/Create/Contact pair,弹出Contact Manager对话框,如图所示。
单击最左边的按钮,启动Contact Wizard(接触向导),如图所示。
单击Pick Target,选择目标面。
选择接触面定义位移约束施加对称约束,Define Loads/Apply/Structural/Displacement/Symmetric B.C/On Areas,选择对称面。
再固定插座的左侧面。
设置求解选项Analysis Type/Sol’s Control求解:Solve/Current LS绘制装配应力图General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solution,选择Stress/von Mises stress求解拨拉过程选择Z=4.5处的所有节点。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展,接触问题在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
ANSYS软件作为一种强大的工程仿真工具,被广泛应用于解决各种复杂的工程问题,包括接触问题。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析,并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题基本理论接触问题是一种高度非线性问题,涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用。
在ANSYS软件中,接触问题主要通过定义接触对、设置接触面属性、设定接触压力等参数进行模拟。
2. ANSYS软件中接触问题的分析步骤(1)建立模型:根据实际问题,建立相应的几何模型和有限元模型。
(2)定义接触对:在ANSYS软件中,需要定义主从面以及相应的接触类型(如面-面接触、点-面接触等)。
(3)设置接触面属性:根据实际情况,设置接触面的摩擦系数、粘性等属性。
(4)设定载荷和约束:根据实际情况,设定载荷和约束条件。
(5)求解分析:进行求解分析,得到接触问题的解。
3. 接触问题分析的难点与挑战接触问题分析的难点主要在于高度的非线性和不确定性。
此外,还需要考虑多种因素,如接触面的摩擦、粘性、温度等。
这些因素使得接触问题分析变得复杂且具有挑战性。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程中的应用在机械工程中,ANSYS软件被广泛应用于解决各种接触问题。
例如,在齿轮传动、轴承、连接件等部件的设计和优化中,ANSYS软件可以模拟出部件之间的接触力和应力分布,为设计和优化提供有力支持。
2. 土木工程中的应用在土木工程中,ANSYS软件可以用于模拟土与结构之间的接触问题。
例如,在桥梁、大坝、建筑等结构的分析和设计中,ANSYS软件可以模拟出结构与土之间的相互作用力,为结构的设计和稳定性分析提供依据。
3. 汽车工程中的应用在汽车工程中,ANSYS软件被广泛应用于模拟汽车零部件之间的接触问题。
ANSYS接触分析实例接触分析是指在模拟两个物体在接触过程中的力学行为。
在工程设计中,接触分析能够解决各种复杂的机械接触问题,例如轴承、齿轮传动、接头连接等。
ANSYS通过它的接触分析功能,能够模拟物体间的精确接触行为,包括接触压力、接触区域、接触力和摩擦力等,并提供准确的力学分析结果。
举一个实际的例子,假设我们需要分析一个摩擦力的问题。
一辆汽车正在上坡行驶,车轮与路面之间的接触处产生了摩擦力。
我们希望通过ANSYS来模拟并计算摩擦力的大小。
首先,我们需要建立一个三维模型,包括车轮和路面。
可以使用ANSYS提供的建模工具进行绘制,也可以导入其他CAD软件中的模型。
在建模过程中,我们需要设置适当的边界条件和材料属性,例如路面的摩擦系数和车轮的材料参数。
接下来,我们需要定义接触边界条件。
在这个例子中,车轮与路面之间发生接触的区域称为接触区域。
可以在ANSYS中使用接触探测器来自动识别接触区域,或者手动定义接触区域。
在定义接触区域后,需要设置接触界面的行为,包括摩擦系数、接触刚度和接触阻尼等。
这些参数将影响接触力和摩擦力的计算结果。
完成模型和边界条件的设置后,我们可以进行接触力的计算。
首先,需要进行非线性静力分析,通过施加一个外力或位移来激活接触区域。
ANSYS将自动求解力学平衡方程并计算出接触力。
我们可以通过结果后处理功能来可视化和分析接触力的分布情况。
得到接触力的结果后,我们可以根据需要进一步分析摩擦力。
ANSYS提供了丰富的后处理工具,例如力矩计算和摩擦力分析工具,可以帮助我们准确地计算和分析摩擦力的大小和方向。
通过以上的步骤,我们可以使用ANSYS进行接触分析,并得到准确的接触力和摩擦力结果。
这个例子只是接触分析的一个简单示例,实际应用中的接触分析可能涉及更复杂的几何形状、材料特性和接触行为等,并需要更深入的分析和验证。
但是通过ANSYS强大的功能和易用性,工程师们可以更高效地解决接触分析问题,提高产品设计的质量和性能。
前言WokBench 是众所周知的好东西,以下是自己琢磨的一个小应用,肯定有不对的地方,欢迎指出,便于大家共同提高。
问题描述这是一个塑料小卡扣的例子,主要想使用WorkBench 了解在使用中,塑料件的变形是否足够。
模型是用ProE 制作的,为了简化,只切取了关于变形的部分,如下图:其中蓝色的部分是活动的,只有一个方向的运动,红色的部分是固定的。
大体的尺寸如下,单位是毫米:注意:在模型中,蓝色和红色部件的距离要控制好(这是由ProE 中,模型装配关系决定的),如果太近,软件将自动计算出一个接触区域,但对于这个例子,还需要手动扩大接触区域。
如果距离太远,在手动设置Pinball 类型的接触区域时,Pinball 的半径要设得很大,可能导致无法计算。
请参考上面的尺寸图纸调节两个部件之间的距离。
之后,设置接触面(2、3):需要将两个部件在运动过程中,会接触的地方一一标出,千万不要加无用的面。
将Pinball Region 设置为Radius 方式(4),并将Radius 设置一个合适的值(5),本例设置了3 毫米(如图,会形成一个蓝色的大圆球),求解的时候软件会使用这个PinBall 自动探测接触。
还需要将接触方式设置为无摩擦的(6)。
最后将接触面计算方式设置为Adjust To Touch(7)。
也可以尝试其他的方式,不过对于这个仅研究红色部件变形的例子就无所谓了。
关于单元格WorkBench 中可以不自行划分单元格(在解算的时候,如果没有手动的设置,软件就会先自动划分),软件帮你自动产生。
如果你的其他设置正确,即便是这个自动的值也能很精确了。
添加分析这个分析用静力学就可以了(1)。
之后要设置Analysis Setting(2)。
将Nuber Of Step 设置为2(3)。
注意:1)蓝色部件在运动的过程中,先压迫红色部件,再逐渐松开,因此必须将这个过程至少分解为至少两个阶段(阶段指“Step”)。
ANSYS接触实例分析参考ANSYS是工程仿真领域广泛使用的一种有限元分析软件。
在实际工程中,接触问题经常出现,例如机械装配中的接触、摩擦、磨损等现象需要进行分析和优化。
本文将介绍几个ANSYS接触实例,并分析其分析方法和结果。
第一个实例是机械装配中的接触分析。
假设有一个由两个金属块组成的简单装配,要分析它们之间的接触情况。
首先需要建立两个金属块的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的接触分析模块,设置接触类型、接触参数和材料特性等。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取接触压力和接触面积等结果。
最后,根据结果对接触情况进行评估和优化。
第二个实例是摩擦接触问题的分析。
假设有一个由摩擦带和基体组成的摩擦副,需要分析摩擦力和热量的分布。
首先需要建立摩擦带和基体的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的摩擦接触分析模块,设置摩擦带和基体的材料特性、摩擦系数和接触压力等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取摩擦力、摩擦热量和温度分布等结果。
最后,根据结果对摩擦副的性能进行评估和优化。
第三个实例是磨损接触问题的分析。
假设有一个由金属零件和砂轮组成的磨削装置,需要分析金属零件表面的磨损情况。
首先需要建立金属零件和砂轮的几何模型,并进行网格划分。
然后,使用ANSYS中的磨损接触分析模块,设置金属零件和砂轮的材料特性、初始接触压力和磨粒等参数。
接着,施加相应的边界条件和载荷条件,运行分析并获取磨损量、磨损深度和磨损形貌等结果。
最后,根据结果对磨削装置进行评估和优化。
以上三个实例只是ANSYS接触分析的一小部分应用,接触分析的对象和问题种类都非常多样。
在实际工程中,可以根据具体问题的特点选择不同的接触分析方法和技术,以获取更准确和可靠的结果。
同时,还可以通过对接触问题的分析和优化,改善产品的性能和可靠性,提高工程效率和经济效益。
总结起来,ANSYS接触实例分析主要包括机械装配中的接触分析、摩擦接触问题的分析和磨损接触问题的分析。
ansys非线性接触分析中接触行为接触是状态改变非线性,经典ANSYS版本中共提供了7种接触行为,每一种都有其特点及相应的应用范围,在选用的时候应该谨慎。
(1)标准接触行为(standard)该接触行为包括了法向接触闭合和分开行为,在该接触模式中既考虑粘着摩擦同时也考虑了滑动摩擦。
如图上,AB与BC本来是分开的,中间通过B点连接,当在A点施加力F,AB慢慢贴近BC,最终靠在一起。
但F撤销后,AB在恢复力的作用下慢慢回复到初始分开状态。
标准接触行为包括了分开状态→闭合状态→分开状态。
当AB与BC靠在一起时,既存在正压力,同时还有沿BC圆弧切线方向的摩擦力。
(2)粗糙接触行为(rough)该接触行为包括了法向接触闭合和分开行为,但滑动行为在此是不会发生的。
原因是所有参与接触的表面都被假定为非常粗糙,以致于可以认为摩擦力无穷大而不能够产生相对滑动。
在这种接触行为中,接触的两个物体或部件之间,除了存在正压力外,还有切向摩擦力,但是接触部分之间不可以产生相对滑动。
(3)绑定接触行为(bonded)是指一旦接触关系建立,那么目标面及接触面就被假定为粘结在一起(不可以分开)。
(4)绑定接触行为(始终)(bonded(always))任何初始时在许可接触容差范围内探测到的接触点或者是那些即将进入接触的点在后续的分析中将被绑定在一起。
这种接触行为的典型应用,如在组装分析中将两种不同网络的组件“加”在一起。
线性静态分析也可以用该种接触行为来解决,虽然由于有接触单元的存在,分析中将会提示为非线性分析,但往往只要一步迭代就完成了。
(5)绑定接触行为(初始接触)(bonded(initial))绑定仅发生在初始状态下就接触的面上,初始状态下没有接触的部分将继续保持分开。
典型的例子是通过焊接连接在一起的两个物体,焊接部分始终保持连接,没有焊接的部分保持分离状态。
(6)不分开型(no separation)一旦接触关系建立,目标面及接触面便被约束在一起了,但还是允许接触面之间有滑动。
ANSYS-接触非线性分析的一个实例ANSYS - 接触非线性分析的一个实例这是在三维网上的一次试讲所使用的资料,现提供给大家分享,可以作为初学接触非线性时的参考。
下面通过一个2D 例子来演示ANSYS 接触分析中主要参数的设置和作用。
该例子为:一个(无限长) 圆柱置于一个(无限长) 长方体上,当圆柱承受压力载荷时,计算圆柱和长方体之间的接触应力。
该问题可以简化为2D 问题进行分析。
选择单元类型–二维4 节点四边形solid182 单元:单元行为:选择平面应变:设置材料属性: E = 201000 MPa; = 0.3:定义一个矩形:长度20 mm,高度5 mm:再定义一个实心圆,半径5 mm,刚好与矩形接触:为了能使用MAP 方式划分网格,先在圆内创建两条直线,以便将圆切分为 4 块:为了切分矩形,将圆中的竖线延长6 mm。
执行Area by Line,分割圆和矩形:首先选择两个Areas:点击Apply 后,选择水平和竖线,再点击OK,对面进行切割:面切割后,可以进行MAP 划分网格:下面划分网格:进入前处理-> Meshing 首先设置几何体的网格默认属性:设置单元边长,这里取为0.4采用MAP 方式划分网格:网格划分结果:设置约束条件:1 选择两条下边界线设置Uy = 0:为防止x 方向的刚体运动,选择矩形中间线设置为Ux = 0然后在圆柱顶部中间节点处施加压力选择Fy,输入力值-100,力沿着–y 方向,对圆柱构成压力下面准备采用接触向导来定义接触对。
需要做一些准备工作:根据结构情况,选择圆柱面(这里是圆周线) 作为接触面,矩形上边界作为目标面,使用面–面接触。
为了方便,需要预先定义好相关的节点组。
分别选择圆周下边界中间部位的若干节点和矩形上边界中间部位的若干节点,定义两个节点组(N-contact 和N-target),便于创建接触对时使用。
先选择下面两个圆柱面,再select -> everything below -> area 和plot -> element 汇出对应的单元和节点。
基于ANSYS经典界面的接触分析例子1.问题描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。
已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units,而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。
钢块与钢销的弹性模量均为36e6,泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大,所以它们之间是过盈配合。
现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。
(1)要得到过盈配合的应力。
(2)要求当把钢销从方块中拔出时,应力,接触压力及约束力。
2.问题分析由于该问题关于两个坐标面对称,因此只需要取出四分之一进行分析即可。
进行该分析,需要两个载荷步:第一个载荷步,过盈配合。
求解没有附加位移约束的问题,钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束,由于有过盈配合,因而产生了应力。
第二个载荷步,拔出分析。
往外拉动钢销1.7 units,对于耦合节点上使用位移条件。
打开自动时间步长以保证求解收敛。
在后处理中每10个载荷子步读一个结果。
本篇先谈第一个载荷步的计算。
下篇再谈第二个载荷步的计算。
3.读入几何体首先打开ANSYS APDL14.5.然后读入已经做好的几何体。
从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后四分之一几何模型被导入。
4.定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。
至于接触单元,将在下面使用接触向导来定义。
5.定义材料属性只有线弹性材料属性:弹性模量36E6和泊松比0.36.划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分按下【Sweep】按钮,在主窗口中选择两个体,进行网格划分。
则结果如下然后创建接触单元。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言在复杂的工程问题中,接触问题是一种常见的物理现象,涉及到各种领域如机械、电子、生物医学等。
ANSYS软件作为一款功能强大的工程仿真软件,被广泛应用于解决各种接触问题。
本文将首先介绍基于ANSYS软件的接触问题分析的基本原理和主要方法,然后详细探讨其在工程中的应用,以期望为工程实践中接触问题的解决提供参考。
二、ANSYS软件中接触问题分析的基本原理和主要方法1. 基本原理ANSYS软件中的接触问题分析主要基于有限元法。
通过将实体模型离散化为有限个小的单元,然后对每个单元进行分析,最终得到整个模型的解。
在接触问题分析中,关键是要正确处理接触界面上的力和位移关系,以及接触界面的变化对整体结构的影响。
2. 主要方法(1) 面对面接触法:主要处理平面与平面之间的接触问题,如机械零件之间的接触。
(2) 体对体接触法:用于处理实体之间的接触问题,如人体关节之间的接触。
(3) 热接触法:处理由于热效应引起的接触问题,如热传导过程中的接触问题。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程中的应用在机械工程中,ANSYS软件被广泛应用于分析各种机械零件的接触问题。
例如,通过面对面接触法分析齿轮与轴承之间的摩擦和磨损,通过体对体接触法分析两个机械部件在装配过程中的接触压力和变形等。
这些分析结果对于优化机械零件的设计和改进装配工艺具有重要意义。
2. 土木工程中的应用在土木工程中,ANSYS软件可用于分析建筑物、桥梁等结构在荷载作用下的接触问题。
例如,通过热接触法分析建筑物的热传导过程中的接触问题,以优化建筑材料的选型和设计。
此外,ANSYS还可用于分析地震等自然灾害对建筑物结构的破坏作用,以及评估结构的抗震性能。
3. 电子工程中的应用在电子工程中,ANSYS软件常被用于分析电子设备中各部件之间的电接触问题。
例如,通过面对面接触法分析电路板上的元器件之间的电连接和热传导问题,以提高电子设备的性能和可靠性。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言在复杂的工程结构中,不同部分之间的接触问题是一项重要而又具有挑战性的问题。
近年来,ANSYS软件作为一款多功能有限元分析软件,其在处理各种复杂的工程问题中扮演了关键的角色。
本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法,并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题分析基础ANSYS软件中的接触问题分析基于有限元法,通过对物体表面之间的相互作用进行建模和分析,以解决接触问题。
接触问题通常涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用,其中力是接触问题研究的主要对象。
2. 接触类型及模型ANSYS软件支持多种接触类型和模型,如点对点、点对面、面对面等。
根据不同的接触情况,选择合适的接触类型和模型对于准确分析接触问题至关重要。
例如,在机械工程中,常常需要分析零件之间的摩擦接触;在热工程中,需要分析热传导过程中的热接触等。
3. 接触问题分析流程使用ANSYS软件进行接触问题分析的流程包括建立模型、定义材料属性、划分网格、设置接触对、加载及求解等步骤。
其中,定义接触对是关键步骤之一,需要正确选择主从面、接触类型及模型等参数。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程在机械工程中,ANSYS软件被广泛应用于分析零件之间的摩擦接触、螺栓连接等工程问题。
通过建立精确的有限元模型,可以预测零件在实际工作过程中的应力分布、变形等情况,为优化设计提供依据。
2. 热工程在热工程中,ANSYS软件可用于分析热传导过程中的热接触问题。
例如,在电子设备散热设计中,通过ANSYS软件分析不同材料之间的热传导及热阻抗,可以优化散热结构,提高设备的性能和寿命。
3. 土木工程在土木工程中,ANSYS软件可用于分析建筑物、桥梁等结构在地震、风载等作用下的动力响应及结构稳定性。
通过建立结构的有限元模型,可以预测结构的变形、应力分布等情况,为结构设计和抗震设计提供依据。
《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展,接触问题在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。
ANSYS软件作为一款多功能有限元分析软件,被广泛应用于各种复杂问题的分析,其中包括接触问题。
本文旨在介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法,并探讨其在工程中的应用。
二、ANSYS软件中的接触问题分析1. 接触问题分析基础ANSYS软件中的接触问题主要涉及两个或多个物体在相互接触时产生的相互作用力。
这些相互作用力包括压力、摩擦力等,这些力的分布和大小对结构的行为有着重要影响。
为了准确分析这些相互作用力,需要建立合适的接触模型和接触条件。
2. 接触模型的建立ANSYS软件提供了多种接触模型,包括绑定接触、摩擦接触等。
针对不同的工程问题,需要根据实际情况选择合适的接触模型。
例如,对于机械部件的连接问题,可能需要使用绑定接触模型;对于有摩擦力的滑动问题,可能需要使用摩擦接触模型。
3. 接触条件的设定在建立接触模型后,需要设定相应的接触条件。
这些条件包括接触面、目标面、摩擦系数等。
正确的设定这些条件对于准确分析接触问题至关重要。
三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域的应用在机械工程领域,ANSYS软件被广泛应用于各种机械部件的接触问题分析。
例如,齿轮的传动过程中,齿面的接触力分析对于提高传动效率具有重要意义。
通过ANSYS软件的分析,可以准确计算齿面间的接触力、应力分布等关键参数,为优化齿轮设计提供依据。
2. 土木工程领域的应用在土木工程领域,ANSYS软件被用于分析建筑结构、桥梁等结构的受力性能。
例如,在桥梁施工中,桥梁主梁与桥墩之间的连接需要考虑到摩擦和压力等作用。
通过ANSYS软件的分析,可以预测连接处的应力分布和变形情况,为施工提供指导。
3. 汽车工程领域的应用在汽车工程领域,ANSYS软件被广泛应用于汽车零部件的接触问题分析。
例如,汽车轮胎与地面的摩擦力对于汽车的行驶性能和安全性至关重要。
基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用摘要:接触问题一直是工程领域中一个重要的研究课题,其涉及到材料力学、工程结构与设计等多个领域。
本文以ANSYS软件为工具,对接触问题进行分析,并探讨了在工程中的应用。
通过虚拟仿真与分析,可以有效地评估接触问题对于结构与材料性能的影响,优化设计方案,提高工程质量与安全性。
1.引言接触是指两个或多个物体之间产生的直接接触,是力学、机械工程、土木工程等领域中重要的研究课题。
接触问题的研究对于工程结构、材料力学等有着重要的意义。
然而,接触问题的分析与实验往往有一定的难度和限制,因此虚拟仿真成为了解决接触问题的有效手段。
ANSYS软件作为一款流行的有限元分析软件,可以通过建模、网格划分、求解等功能来模拟与分析接触问题,已经在工程实践中得到了广泛的应用。
2.接触问题的分析方法接触问题的分析方法主要包括数学解析、实验测试和虚拟仿真分析。
相较于数学解析和实验测试,虚拟仿真分析具有灵活、高效、低成本的优势。
利用ANSYS软件,可以建立有效的有限元模型,通过模拟力学行为和应力变化来分析接触问题。
在确定接触材料模型、接触界面条件等参数后,可以进行接触问题的仿真与分析,得到关键参数和结果。
3.接触问题的影响及应用接触问题在工程领域有着广泛的应用,并且对工程结构与材料性能有着重要的影响。
例如,在机械工程中,接触问题的分析可以帮助解决机械传动、轴承、齿轮等部件的接触磨损、疲劳寿命等问题。
在材料工程中,接触问题的分析可以评估接触界面的剪切力、应力集中、接触面变形等情况,为合理设计材料与接触表面提供依据。
在建筑工程中,接触问题的分析可以帮助解决地基与建筑物之间的接触问题,确保结构的稳定与安全。
4.案例分析以机械传动为例,通过ANSYS软件的虚拟仿真分析,可以确定接触点的接触区域、接触压力、摩擦力等参数,并计算出相关的应力、应变和变形情况。
面与面接触实例:插销拨拉问题分析定义单元类型Element/add/edit/delete定义材料属性Material Props/Material ModelsStructural/Linear/Elastic/Isotropic定义材料的摩擦系数建立几何模型Modeling/Create/Volumes/Block/By Dimensions X1=Y1=0,X2=Y2=2,Z1=2.5,Z2=3.5Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By DimensionsModeling/Operate/Booleans/Subtract/Volumes先拾取长方体,再拾取圆柱体。
Modeling/Create/Volumes/Cylinder/By Dimensions划分掠扫网格Meshing/Size Cntrls/ManualSize/Lines/Picked Lines 拾取插销前端的水平和垂直直线,输入NDIV=3再拾取插座前端的曲线,输入NDIV=4PlotCtrls/Style/Size and Shape,在Facets/element edge列表中选择 2 facets/edge建立接触单元Modeling/Create/Contact pair,弹出Contact Manager对话框,如图所示。
单击最左边的按钮,启动Contact Wizard(接触向导),如图所示。
单击Pick Target,选择目标面。
选择接触面定义位移约束施加对称约束,Define Loads/Apply/Structural/Displacement/Symmetric B.C/On Areas,选择对称面。
再固定插座的左侧面。
设置求解选项Analysis Type/Sol’s Control求解:Solve/Current LS绘制装配应力图General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solution,选择Stress/von Mises stress求解拨拉过程选择Z=4.5处的所有节点。
基于ANSYS经典界面的接触分析例子
1.问题描述
一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。
已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units,而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。
钢块与钢销的弹性模量均为36e6,泊松比为0.3.
由于钢销的直径比销孔的直径要大,所以它们之间是过盈配合。
现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。
(1)要得到过盈配合的应力。
(2)要求当把钢销从方块中拔出时,应力,接触压力及约束力。
2.问题分析
由于该问题关于两个坐标面对称,因此只需要取出四分之一进行分析即可。
进行该分析,需要两个载荷步:
第一个载荷步,过盈配合。
求解没有附加位移约束的问题,钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束,由于有过盈配合,因而产生了应力。
第二个载荷步,拔出分析。
往外拉动钢销1.7 units,对于耦合节点上使用位移条件。
打开自动时间步长以保证求解收敛。
在后处理中每10个载荷子步读一个结果。
本篇先谈第一个载荷步的计算。
下篇再谈第二个载荷步的计算。
3.读入几何体
首先打开ANSYS APDL14.5.
然后读入已经做好的几何体。
从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框
找到ANSYS自带的文件
\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp
【OK】后四分之一几何模型被导入。
4.定义单元类型
只定义实体单元的类型SOLID185。
至于接触单元,将在下面使用接触向导来定义。
5.定义材料属性
只有线弹性材料属性:弹性模量36E6和泊松比0.3
6.划分网格
打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数
然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分
按下【Sweep】按钮,在主窗口中选择两个体,进行网格划分。
则结果如下
然后创建接触单元。
从主菜单的下列地方点击 contact pair,即创建接触对。
则弹出了接触管理器
点击上图中红色框内的按钮,它是接触向导。
则弹出一个对话框如下
该对话框是接触向导帮助用户创建接触的第一步,它问我们,请问目标面是哪些?它们是什么类型的接触面?点击上图中的【pick target】,就是说,我们即将在主窗口中用鼠标来选择目标面。
在本例子中,目标面就是销孔的四分之一孔面。
因此用鼠标在图中选择该面
选中后,在接触向导中按下【Next】,则弹出下面的对话框
该对话框进一步要选择接触面,这里是钢销的四分之一圆柱面,同样,点击上图中的【pick contact】,然后在主窗口中选择该面如下
选中后,在接触向导中按下【Next】,则弹出下面的对话框,它要进一步设置该接触对的属性,请注意红色框内的选择。
这里,包含了初始的渗透,使用的是1号材料,摩擦系数是0.2,然后还要按下按钮【optional settings。
】
在弹出来的接触属性设置中,首先在BASIC页中设置法向惩罚刚度因子为0.1,然后点击friction页,
在这里,设置刚度矩阵是非对称阵。
然后点击【OK】,则关闭该接触属性设置对话框,又回到了前面的接触向导对话框。
在该对话框中,点击【Create】,则接触对被创立。
弹出来一个对话框
其意义是说,该接触对已经创建好了,你如果想使用该接触对的话,那么请使用编号3的实常数集。
此时,如果再次打开单元类型对话框,会发现里面多了两种单元。
即:TARGE170是目标单元,它覆盖在销孔内表面;CONTA174是接触单元,它覆盖在钢销外表面。
7.设置边界条件
首先,改变对象的查看方式,用面的方式来查看对象,从而方便设置边界条件。
然后,设置对称边界条件。
从主菜单的下列地方找到设置边界条件的地方
其含义是,要对几个面设置对称边界条件。
然后用鼠标在主窗口中选择以下几个面则对称边界条件被设置好,主窗口中显示如下
可见,在这几个面上到处都是S,S就是对称(Symmetry)的首字母,意味着这些面被设置为对称边界了。
然后还要固定钢块的一个面,从下列地方找到固定面的入口
然后在主窗口中找到该面
选择完毕后弹出一个对话框,它问,对于该面上的所有节点,你希望固定这些节点的哪几个自由度呢?
这里选择ALL DOF,然后在下面的位移值中设置为0,就是说,该面上的所有节点,不要有任何位移。
【ok】然后确认选择。
如果我们变换一下视角如下
就会发现该面上有几个三角符号,意味着该面上的所有节点都已经被固定了。
8.进行求解设置
从下列菜单进入,选择SOL’N CONTROLS,即设置求解控制选项,这是进行求解设置的主要入口
在弹出的对话框中设置如下
意思是,打开大变形开关,关闭自动时间步长,并设置该载荷步结束时的时间是100,只有一个载荷子步。
然后进行求解。
9.后处理
进入后处理,查看Von Mises应力云图。
从下图进入查看应力结果
在弹出的对话框中选择二查看Von Mises应力
【OK】后主窗口显示如下图
可见,在接触处应力最大,越往外层,应力越来越小。
这与实际情况是一致的。
仍旧从这里进入,以查看接触处的情况
可以看到,红色框内提供一系列选项,查看接触状态,渗透情况,接触压力,摩擦应力,总应力,滑动距离,间隙距离等等。
下面是接触处的渗透图
可见,最大渗透量是0.003226.
下图是接触压力
最后,存盘为file.db。
下一篇会接着恢复该数据库,做下一个拔出分析。