61自動探測接觸分析

1、ANSYS 教學(xué)算例集自動探測接觸分析撰寫：孟志華審核：校對：2018 年 09 月 30 日 Copyright關(guān)鍵字：接觸對、自動探測、初始信息算例來源：Mechanical_Advanced_Connections案例目 錄摘要1案例描述1操作步驟21.2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.啟動 ANSYS Workbench，打開已有的分析文件2啟動靜力分析流程，進入 Mechanical 界面進行連接設(shè)置查看與求解3采用 Contact Tool 檢查并重新探測自動接觸對，再次求解6分析結(jié)果查看144.分析小結(jié)15I1. 摘要本算例涉及到自動接觸探測選項以及接觸工具 Contact

2、 tool 的應(yīng)用，介紹了根據(jù)接觸初始信息來調(diào)整自動接觸設(shè)置，避免因接觸設(shè)置錯誤造成的不收斂問題。本例復(fù)雜裝配體的自動接觸探測具有借鑒和指導(dǎo)作用。2. 案例描述本裝配體具有 12 個零部件，存在很多接觸和運動副，以及一個彈簧和一個梁。材料為 ANSYS 材料庫中默認(rèn)提供的鋼材料，彈性模量為 2.1×10e5 MPa，泊松比為0.3，密度是 7.85×10 e-9 t/mm 3。結(jié)構(gòu)受彈簧拉伸方向的載荷 F=10000N，求解該工況下結(jié)構(gòu)的變形與應(yīng)力分布。13. 操作步驟3.1. 啟動ANSYS Workbench，打開已有的分析文件（1）首先啟動 ANSYS Workben

3、ch 環(huán)境。在【File】下拉菜單點擊 Restore Archive，打開分析文件壓縮包“WS1a_connections.wbpz”，然后保存為“WS1A- connections.wbpj”文件。提示：“.wbpz 文件一般為包含幾何、網(wǎng)格、設(shè)置和當(dāng)前結(jié)果的壓縮文件，該文件不包含結(jié)果文件，所以可以作為存檔文件，采用 File-Restore Archivel 來打開。（2）打開該文件后，Workbench 環(huán)境的起始界面，包含了一個靜力分析的流程，如下圖。23.2. 啟動靜力分析流程，進入 Mechanical 界面進行連接設(shè)置查看與求解（1）確定目前處于 Workbench 的起始界面

4、【Project】，即 “主頁”。（2）打開 ANSYS Mechanical 模塊：找到項目流程【Project Schematic】窗口下的 B項目（靜力分析過程），雙擊其中的【MMechanical 模塊的界面。】欄目，即打開 ANSYS3（3）修改 mehcanical 的系統(tǒng)為 Metric (mm,kg,N,s,mV,mA)。（4）點擊左側(cè)目錄樹中的 Connections 旁邊的+號，檢查 contacts 和 Joints 以及彈簧與梁的設(shè)置，對該裝配體的連接關(guān)系有個初步的了解。4提示：如果梁和彈簧沒有在圖形窗口出現(xiàn)，工具欄的“AnnotationPreferences”，以圖

5、形方式激活這些邊界連接。（5） 點擊“solve”進行求解。（6） 在進行幾次迭代后，收斂失敗。53.3. 采用 Contact Tool 檢查并重新探測自動接觸對，再次求解（1）點擊 Connections，右鍵Contact Tool。（2）點擊創(chuàng)建的 Contact Tool，右鍵“Generate Initial Contact Results”。6（3）點擊 Contact Tool 左邊的+號，并點擊 Initial Information，查看接觸相關(guān)信息。（4）看到橙域( Closed 狀態(tài)，但是有滲透和間隙 penetration or gap)，這些可能是不能接受的，需要仔

6、細(xì)；接觸區(qū)域 14 and 23, 為紅色 (Far Open 狀態(tài))；需注意：初始狀態(tài)必須是關(guān)閉或者接近的；如果間隙較大，接觸將會被忽略；這時候，要么刪除接觸，要么就需要引入影響球（pinball）去捕捉間隙和滲透。7（5）在 Contact 目錄下，點擊 Contact Regions 14，打開 Body Views 檢查接觸區(qū)域。（6）顯然，這兩個 parts 是分離的，該接觸對需要被刪除。點擊 ContactRegion14，右鍵 Delete，刪除該接觸對。（7）同理，點擊 Contact Regions 23，打開 Body Views 檢查接觸區(qū)域，這個接觸對中的兩個 part

7、s 也不應(yīng)該定義接觸，因此，刪除該接觸對。8（8）接下來檢查橙域接觸對，可以看到：接觸對 4,13,18 和 21 是可以接受的，而接觸對 15 有問題。（9）點擊“Contacts”, 查看接觸明細(xì)窗口；可以看到容差“Tolerance slider”被設(shè)置為-100 的最低水平，因而自動創(chuàng)建了為 0（程序默認(rèn)值）。的接觸對；將 Tolerance Slider改9（10）點擊 Contact，右鍵，刪除所有接觸。10（11）點擊 Contact，右鍵點擊“Create Automatic Connections.”重新創(chuàng)建接觸；可以看到有 21 個接觸對被創(chuàng)建。（12）點擊 Contact

8、 Tool，發(fā)現(xiàn)新創(chuàng)建的接觸對在這里沒定義；可以點擊“Add”瀏覽。來11（13）點擊 Contact Tool-Initial Information，右鍵“Generate Initial ContactInformation”，再次獲取接觸初始信息；可以看到仍然后橙域；而且沒有了紅域。（14）認(rèn)真檢查這些橙色接觸對，發(fā)現(xiàn)均可以接受。（接觸對中的零件本來是接觸的，但由于幾何建模導(dǎo)致零件之間有間隙或者滲透，這樣會提示橙域）12（15）再次點擊“solve”進行求解，現(xiàn)在收斂就很容易了注意：雖然結(jié)果收斂，但是還會有一些警告信息，這些警告信息不一定有問題，會在其它案例中對這些警告信息進行研究，請注意保存此次分析文件。133.4. 分析結(jié)果查看（1）查看結(jié)果：分別點擊 Solution 下的 Total Deformation 和Equivalent Stress，查看結(jié)果云圖。（若要查看其它的結(jié)果，可點擊 Solution，右鍵，果，然后點擊 Solution-Evaluate All Results 既可）相應(yīng)結(jié)144. 分析小結(jié)本例題一個相對復(fù)雜的裝配體進行了靜力分析，應(yīng)用了