ANSYSWorkbench結(jié)構(gòu)非線性培訓(xùn)作業(yè)接觸界面處理

1、WS4A-1作業(yè)作業(yè) 4A接觸界面處理接觸界面處理Workbench-Mechanical結(jié)構(gòu)非線性結(jié)構(gòu)非線性Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-2Workshop Supplement目標(biāo)目標(biāo) 使用界面處理工具分析表面間的抵觸配合使用界面處理工具分析表面間的抵觸配合.模型描述模型描述 注射成型機(jī)械噴嘴尖端裝配注射成型機(jī)械噴嘴尖端裝配2D 軸對(duì)稱模型軸對(duì)稱模型 材料材料: 機(jī)架為鋼機(jī)架為鋼 尖端銅合金尖端銅合金 絕熱鈦絕熱鈦?zhàn)鳂I(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理HousingTipInsulatorWorkbench Mec

2、hanical Structural NonlinearitiesWS4A-3Workshop Supplement模型描述模型描述 (緒緒)接觸對(duì)接觸對(duì):A. 機(jī)架對(duì)噴嘴尖端的無摩擦接觸機(jī)架對(duì)噴嘴尖端的無摩擦接觸B. 噴嘴尖端對(duì)絕熱器的綁定接觸噴嘴尖端對(duì)絕熱器的綁定接觸C. 機(jī)架和噴嘴尖端間螺紋連接處機(jī)架和噴嘴尖端間螺紋連接處(螺螺紋細(xì)節(jié)沒有建模紋細(xì)節(jié)沒有建模) 的綁定接觸的綁定接觸作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-4Workshop Supplement模型描述模型描述 (緒緒)熱

3、邊界熱邊界:A. 熱歧管熱歧管 220CB. 冷歧管板冷歧管板 50C C. 噴嘴尖端帶狀加熱器噴嘴尖端帶狀加熱器 80 Watts作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-5Workshop Supplement模型描述模型描述 (緒緒)結(jié)構(gòu)邊界結(jié)構(gòu)邊界A. 無摩擦支撐無摩擦支撐 噴嘴機(jī)架邊緣噴嘴機(jī)架邊緣 B. 無摩擦支撐無摩擦支撐 絕熱器絕熱器結(jié)構(gòu)載荷結(jié)構(gòu)載荷第第1 載荷步調(diào)和機(jī)架和尖端面的載荷步調(diào)和機(jī)架和尖端面的抵觸配合抵觸配合 第第2載荷步從穩(wěn)態(tài)熱流道中讀入載荷步從穩(wěn)態(tài)熱流道中讀入溫度

4、溫度第第3載荷步施加壓力軟化水道壁載荷步施加壓力軟化水道壁.melt channelwall作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-6Workshop Supplement步驟步驟:如已在前面的運(yùn)行中打開了如已在前面的運(yùn)行中打開了Workbench, 通過通過 Utility MenuFileNew啟啟動(dòng)新的分析動(dòng)新的分析瀏覽并打開瀏覽并打開 “W4a-Offset.wbpj” 項(xiàng)目文件項(xiàng)目文件. 作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Struc

5、tural NonlinearitiesWS4A-7Workshop Supplement項(xiàng)目示圖區(qū)應(yīng)如下圖所示項(xiàng)目示圖區(qū)應(yīng)如下圖所示. 注意注意:工程數(shù)據(jù)，幾何工程數(shù)據(jù)，幾何, 載荷和邊界條件以及預(yù)定接觸區(qū)域已經(jīng)建立載荷和邊界條件以及預(yù)定接觸區(qū)域已經(jīng)建立. 接接下的是要定義尖端下的是要定義尖端-機(jī)架接觸表面偏移并求解和對(duì)接觸結(jié)果進(jìn)行后處理機(jī)架接觸表面偏移并求解和對(duì)接觸結(jié)果進(jìn)行后處理. 作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-8Workshop Supplement高亮顯示高亮顯示 Engi

6、neering Data 雙擊雙擊 open 校正預(yù)定義的材料屬性校正預(yù)定義的材料屬性 檢驗(yàn)單位是公制檢驗(yàn)單位是公制 (Tonne,mm,) 系統(tǒng)系統(tǒng). 如果不是如果不是, 點(diǎn)擊點(diǎn)擊 Utility MenuUnitsMetric(Tonne, mm,.)作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-9Workshop Supplement回到項(xiàng)目示圖區(qū)回到項(xiàng)目示圖區(qū)雙擊雙擊(或或 RMB=Edit) Model 打開打開 FE模型模型(Mechanical Session) 作業(yè)作業(yè) 4A: 接

7、觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-10Workshop Supplement一旦已進(jìn)入一旦已進(jìn)入 Mechanical 程序程序, 檢查工作單位制檢查工作單位制 “Unit Metric (mm,kg,N,s,mV,mA)”展開展開 model 分支，使其相似于分支，使其相似于 model set-up. 確認(rèn)幻燈片確認(rèn)幻燈片2到到5中描述的材料分配中描述的材料分配, 邊界條件邊界條件, 和載荷和載荷.校正三個(gè)預(yù)定義接觸區(qū)域的初始條件校正三個(gè)預(yù)定義接觸區(qū)域的初始條件高亮顯示高亮顯示 Connections

8、 右擊右擊 Insert Contact Tool 作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-11Workshop Supplement高亮顯示最新插入的高亮顯示最新插入的Contact Tool 中的初始中的初始 信息信息右擊右擊 Generate Initial Contact Results應(yīng)產(chǎn)生如下表定義的接觸區(qū)域的初始條件應(yīng)產(chǎn)生如下表定義的接觸區(qū)域的初始條件:作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural Nonlineari

9、tiesWS4A-12Workshop Supplement注意注意: 兩個(gè)綁定接觸區(qū)域指定為兩個(gè)作用相等并相互對(duì)立的接觸對(duì)兩個(gè)綁定接觸區(qū)域指定為兩個(gè)作用相等并相互對(duì)立的接觸對(duì). 這反映了這反映了“對(duì)稱對(duì)稱”行為行為.無摩擦接觸區(qū)域只有一對(duì)激活的無摩擦接觸區(qū)域只有一對(duì)激活的,反映反映 “反對(duì)稱反對(duì)稱” 行為行為. 伴隨的無摩擦接觸對(duì)伴隨的無摩擦接觸對(duì) (灰色顯示灰色顯示) 是非激活的是非激活的. 初始是具有小間隙的初始是具有小間隙的 “接近開放接近開放” 狀態(tài)狀態(tài).綁定區(qū)域的初始滲透實(shí)質(zhì)為零，默認(rèn)可忽略綁定區(qū)域的初始滲透實(shí)質(zhì)為零，默認(rèn)可忽略.接觸定義沒有任何改變接觸定義沒有任何改變, 進(jìn)行求解

10、進(jìn)行求解作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-13Workshop Supplement 選擇選擇 Solution Information 并切換并切換 Solution Output 為為Force Convergence 幾次迭代后求解快速收斂幾次迭代后求解快速收斂作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-14Workshop Supplement 高亮顯示高亮顯示Solution

11、Branch 右擊右擊 Insert Contact Tool 高亮顯示最新插入的高亮顯示最新插入的 Contact Tool 右擊右擊 Insert Pressure Penetration Gap作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-15Workshop Supplement 高亮顯示高亮顯示 Contact Tool 并通過點(diǎn)擊去掉每個(gè)區(qū)域旁邊方框的對(duì)號(hào)標(biāo)并通過點(diǎn)擊去掉每個(gè)區(qū)域旁邊方框的對(duì)號(hào)標(biāo)記來過濾掉綁定接觸對(duì)記來過濾掉綁定接觸對(duì) 右擊右擊 Evaluate Results作業(yè)作業(yè)

12、 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-16Workshop Supplement 使用使用 Graph窗口的窗口的Time line, 對(duì)每個(gè)載荷步的接觸壓力進(jìn)行后處理對(duì)每個(gè)載荷步的接觸壓力進(jìn)行后處理 如預(yù)料如預(yù)料, LS1上的無摩擦界面的壓力為零上的無摩擦界面的壓力為零. 由于熱微分膨脹由于熱微分膨脹LS2的壓力斜的壓力斜坡增長(zhǎng)到坡增長(zhǎng)到 50Mpa. LS3的軟化管壓力降回到零的軟化管壓力降回到零.載荷步載荷步1載荷步載荷步2載荷步載荷步3作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbe

13、nch Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-17Workshop Supplement 每個(gè)載荷步的接觸滲透和間隙的后處理每個(gè)載荷步的接觸滲透和間隙的后處理 特別注意特別注意, LS3末端的最大間隙末端的最大間隙 (gap =0.049176). 為阻止?jié)B漏這個(gè)界面必須保為阻止?jié)B漏這個(gè)界面必須保持閉合持閉合. 作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-18Workshop Supplement 回到回到 Connections , 高亮顯示高亮顯示

14、 Frictionless- Housing To Nozzle tip 接觸區(qū)域接觸區(qū)域 在在 Details窗口窗口, 設(shè)置設(shè)置 Offset 為為0.050mm這將使所有接觸探測(cè)點(diǎn)這將使所有接觸探測(cè)點(diǎn)經(jīng)數(shù)學(xué)調(diào)整到目標(biāo)表面經(jīng)數(shù)學(xué)調(diào)整到目標(biāo)表面, 建立接觸配合建立接觸配合作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-19Workshop Supplement使用使用 Contact Tool 校正校正 Contact Tool 中初始信息中初始信息中已經(jīng)設(shè)定的偏移中已經(jīng)設(shè)定的偏移右擊右擊 Gen

15、erate Initial Contact Results注意注意: 現(xiàn)在報(bào)告閉合的無摩擦接觸初始滲透為現(xiàn)在報(bào)告閉合的無摩擦接觸初始滲透為 4.8943e-2. 這是正確的嗎這是正確的嗎? 在定義偏移在定義偏移 0.050 以前以前, 初始間隙為初始間隙為 1.0567e-3 (幻燈幻燈片片12). 0.05 - 1.0567e-3 = 4.8943e-2因此因此, 已經(jīng)引入了正確的偏移量已經(jīng)引入了正確的偏移量再次求解再次求解作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-20Workshop Su

16、pplement 高亮顯示高亮顯示 Solution Information 并切換并切換 Solution Output 為為 Force Convergence 接觸偏移導(dǎo)致了更多的迭代接觸偏移導(dǎo)致了更多的迭代, 但仍比較容易得收斂但仍比較容易得收斂作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-21Workshop Supplement 接觸壓力后處理接觸壓力后處理 由于初始抵觸由于初始抵觸, 集中在軟化水道壁最大壓力大約為集中在軟化水道壁最大壓力大約為 500Mpa，并在整個(gè)加載歷史，并在整

17、個(gè)加載歷史中保持中保持.作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-22Workshop Supplement 注意放大接觸區(qū)域注意放大接觸區(qū)域, 在預(yù)期中抵觸區(qū)域會(huì)出現(xiàn)小的間隙在預(yù)期中抵觸區(qū)域會(huì)出現(xiàn)小的間隙. 這是預(yù)料中的，因?yàn)槠剖菍?duì)接觸探測(cè)點(diǎn)位置的剛性數(shù)學(xué)調(diào)整這是預(yù)料中的，因?yàn)槠剖菍?duì)接觸探測(cè)點(diǎn)位置的剛性數(shù)學(xué)調(diào)整. 這強(qiáng)調(diào)了對(duì)非常小的調(diào)整使用界面處理工具的重要性這強(qiáng)調(diào)了對(duì)非常小的調(diào)整使用界面處理工具的重要性. Rigid region作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workben

18、ch Mechanical Structural NonlinearitiesWS4A-23Workshop Supplement 高亮顯示高亮顯示Solution 右擊右擊InsertProbeForce Reaction 在在 Details of “Force Reaction” 中設(shè)中設(shè)置置. Location Method = Contact Region Contact Region = Frictionless- Housing To Nozzle tip 右擊右擊Evaluate Results作業(yè)作業(yè) 4A: 接觸界面處理接觸界面處理Workbench Mechanical Structura