第16章 接觸分析實例

第16章接觸分析實例工程結(jié)構(gòu)分析軟件第16章接觸分析實例在這個實例中，將對一個盤軸緊配合結(jié)構(gòu)進(jìn)行接觸分析。第一個載荷步分析軸和盤在過盈配合時的應(yīng)力，第二個載荷步分析將該軸從盤心拔出時軸和盤的接觸應(yīng)力情況。§16.1問題描述§16.2建立有限元模型§16.3加載并求解§16.4結(jié)果分析§16.5命令流輸入第16章接觸分析實例§16.1問題描述在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中通常會遇到軸與軸承、軸與齒輪、軸與盤連接的問題，根據(jù)各自的不同情況可能有不同的連接形式。但大多數(shù)連接形式中存在過盈配合，也就是涉及到接觸問題的分析。這里我們以某轉(zhuǎn)子中軸和盤的連接為例，分析軸和盤的配合應(yīng)力以及將軸從盤中拔處時盤軸連接處的應(yīng)力情況。本實例的軸為一等直徑空心軸，盤為等厚度圓盤，其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖所示。§16.1問題描述由于模型和載荷都是軸對稱的，可以用軸對稱方法進(jìn)行分析。這里為了后處理時觀察結(jié)果更直觀，我們采用整個模型的四分之一進(jìn)行建模分析，最后將其進(jìn)行擴(kuò)展，來觀察整個結(jié)構(gòu)的變形及應(yīng)力分布、變化情況。盤和軸用同一種材料，其性質(zhì)如下：彈性模量：EX=2.1E5泊松比：NUXY=0.3接觸摩擦系數(shù)：MU=0.2§16.2建立有限元模型在ANSYS中，首先我們通過完成如下工作來建立本實例的有限元模型，需要完成的工作有：指定分析標(biāo)題，定義單元類型，定義材料性能，建立結(jié)構(gòu)幾何模型、進(jìn)行網(wǎng)格劃分等。根據(jù)本實例的結(jié)構(gòu)特點，我們將首先建立代表盤和軸的兩個1/4圓環(huán)面，然后對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到有限元模型。設(shè)置分析標(biāo)題定義單元類型定義材料特性建立幾何模型并分網(wǎng)創(chuàng)建接觸對§16.2建立有限元模型設(shè)置分析標(biāo)題本實例為進(jìn)行盤軸結(jié)構(gòu)的接觸分析，屬于非線性結(jié)構(gòu)分析范疇。跟前面實例一樣，為了在后面進(jìn)行菜單方式操作時的方便，需要在開始分析時就指定本實例分析范疇為“Structural”。本實例的標(biāo)題可以命名為：“AnalysisofaAxisContactingaholeinaDisc”，具體的操作過程如下：1．選取菜單路徑UtilityMenu|File|ChangeJobname，將彈出ChangeJobname(修改文件名)對話框。在Enternewjobname(輸入新文件名)文本框中輸入文字“CH16”，為本分析實例的數(shù)據(jù)庫文件名。并單擊Newloganderrorfiles(新的日志和錯誤文件)單選框，使其變?yōu)椤癥es”，為本實例的分析過程創(chuàng)建新的日志。單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，完成文件名的修改。2．選取菜單路徑UtilityMenu|File|ChangeTitle，將彈出ChangeTitle(修改標(biāo)題)對話框。在Enternewtitle(輸入新標(biāo)題)文本框中輸入文字“AnalysisofaAxisContactingaholeinaDisc”，為本分析實例的標(biāo)題名。單擊OK按鈕，完成對標(biāo)題名的指定。§16.2建立有限元模型設(shè)置分析標(biāo)題3．選取菜單路徑UtilityMenu|Plot|Replot，指定的標(biāo)題“AnalysisofaAxisContactingaholeinaDisc”將顯示在圖形窗口的左下角。4．選取菜單路徑MainMenu|Preference，將彈出PreferenceofGUIFiltering(菜單過濾參數(shù)選擇)對話框。單擊Structual(結(jié)構(gòu))選項使之被選中，以將菜單設(shè)置為與結(jié)構(gòu)分析相關(guān)的選項。單擊OK按鈕關(guān)閉，完成分析范疇的指定?！?6.2建立有限元模型定義單元類型本實例分析的問題中涉及到大變形，故選用Solid185單元類型來建立本實例的模型。本接觸問題屬于面面接觸，目標(biāo)面和接觸面都是柔性的，將使用接觸單元TARGE170和CONTA174來模擬接觸面。接觸單元在分析過程中使用接觸向?qū)r可以自動添加，這里就不再添加。下面為定義單元類型的具體操作過程。1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|ElementType|Add/Edit/Delete，將彈出ElementTypes(單元類型)對話框。單擊對話框中的Add按鈕，將彈出LibraryofElementTypes(單元類型庫)對話框。2．在單元類型庫對話框中，靠近左邊的列表中，單擊“StructuralSolid”一次，使其高亮度顯示，指定添加的單元類型為結(jié)構(gòu)實體單元。然后，在靠近右邊的列表中，單擊“Brick8node185”一次，選定單元類型Solid185為第一類單元。單擊對話框中的OK按鈕，關(guān)閉LibraryofElementTypes對話框。然后，ElementTypes(單元類型)對話框會重新顯示，且在對話框中的單元列表框中列出了定義的單元類型1：Solid185。3．單擊ElementTypes(單元類型定義)對話框中的Close按鈕，關(guān)閉對話框，完成單元類型的定義?！?6.2建立有限元模型定義材料特性本實例中盤軸使用同一種材料類型，所以只需定義一種材料就可以了。下面是具體的操作過程。1．選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|MaterialProps|MaterialModels，將彈出DefineMaterialModelBehavior(材料模型定義)對話框。2．在對話框的右邊選項框中，依次雙擊Structural|Linear|Elastic|Isotropic，將彈出1號材料的彈性模量EX和泊松比PRXY的定義對話框。3．在線性各向同性材料屬性對話框中的EX(彈性模量)文本框中輸入“2.1E5”，PRXY(泊松比)文本框中輸入0.3。單擊對話框中的OK按鈕關(guān)閉對話框。4．在DefineMaterialModelBehavior(材料模型定義)對話框的左邊列表框中將列出定義的材料1的屬性。在對話框選取路徑Material|Exit關(guān)閉對話框，完成對材料模型的定義?！?6.2建立有限元模型建立幾何模型并分網(wǎng)下面來建立本實例的軸對稱幾何模型，并進(jìn)行合理的分網(wǎng)。本實例的軸對稱模型比較簡單，可以用多種途徑很方便地建立。前面我們講過對于這種旋轉(zhuǎn)體幾何模型可以先建立一個形面并對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，然后將這個形面繞其對稱軸旋轉(zhuǎn)需要的角度而得到；也可以直接建立圓環(huán)，再對其進(jìn)行實體網(wǎng)格劃分而得到整個模型的網(wǎng)格。這里我們采用后面一種方法，具體操作過程如下。1．創(chuàng)建四分之一圓盤。選擇菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|Volumes|Cylinder|PartialCylinder命令，將打開PartialCyclinder(創(chuàng)建部分圓環(huán))對話框。2．在創(chuàng)建部分圓環(huán)對話框中的輸入圓心坐標(biāo)為：WPX＝0、WPY＝0，內(nèi)徑Rad-1＝34，起始角度為Theta-1＝0，外徑為Rad-2＝100，結(jié)束角度為Theta-2＝90，圓盤厚度為Depth＝25，如圖20.8所示。單擊Apply按照設(shè)置的值建立圓盤模型，在ANSYS圖形顯示對話框中將會顯示剛創(chuàng)建圓盤?！?6.2建立有限元模型建立幾何模型并分網(wǎng)3．創(chuàng)建代表軸的圓環(huán)。接著，在創(chuàng)建部分圓環(huán)對話框中輸入相應(yīng)的值來建立代表四分之一軸的圓環(huán)。輸入的值為：WPX＝0、WPY＝0，內(nèi)徑Rad-1＝25，起始角度為Theta-1＝0，外徑為Rad-2＝35，結(jié)束角度為Theta-2＝90，圓盤厚度為Depth＝150。然后單擊對話中的OK按鈕關(guān)閉對話框。在ANSYS圖形顯示對話框中將會顯示剛創(chuàng)建圓盤。4．調(diào)整所建實體的視圖。選擇菜單路徑UtilityMenu|PlotCtrls|PanZoomRotate，打開Pan-Zoom-Rotate(平移－縮放－旋轉(zhuǎn))對話框，并單擊對話框右上角的ISO按鈕，將建立的模型調(diào)到比較合適的位置。調(diào)整后的兩個圓環(huán)幾何體如圖所示。5．將圓環(huán)2(軸)移動到合適的位置。選擇菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Move/Modify|Volumes，將彈出MoveVolume(移動體)拾取對話框，在圖形輸出窗口中單擊代表軸的圓環(huán)將其選中，然后單擊對話框中的按鈕關(guān)閉對話框。將彈出MoveVolume(移動體)對話框，如圖所示。§16.2建立有限元模型建立幾何模型并分網(wǎng)6．在對話框中的Z-offsetinActiveCS(Z軸方向平移量)文本框中輸入“-10”，將該體沿Z軸負(fù)方向平移10mm，然后單擊OK按鈕關(guān)閉此對話框。7．對創(chuàng)建的體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Meshing|MeshTool打開分網(wǎng)工具對話框。8．對端面上的線進(jìn)行分網(wǎng)控制。在網(wǎng)格劃分工具對話框(MeshTool)中的尺寸控制(SizeControls)區(qū)中，單擊Lines(線單元)的Set按鈕，將彈出ElementSizesonPickedLines(選定線的單元尺寸定義)拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊軸某個端面上的兩條圓弧線，然后單擊拾取對話框中的Apply按鈕，將彈出ElementSizesonPickedLines(選定線的單元尺寸)定義對話框。9．在線單元尺寸控制對話框中的No.ofelementdivisions(單元劃分個數(shù))文本框中輸入“15”，指定軸沿周向劃分15個單元。單擊對話框中的Apply按鈕對設(shè)置進(jìn)行確認(rèn)?！?6.2建立有限元模型建立幾何模型并分網(wǎng)10．對軸的網(wǎng)格進(jìn)行控制。重復(fù)上面的步驟8、9的過程，在圖形輸出窗口中選則同一端面上的徑向邊，將它們劃分為2份。再選擇軸的高度上的某條線，將其劃分20份。11．完成對軸的網(wǎng)格劃分。單擊分網(wǎng)工具對話框中的Mesh下拉框中的“Volume”，指定分網(wǎng)對象為體。再單擊Shape(分網(wǎng)形狀)控制區(qū)的“Hex/Wedge”單選按鈕，指定形狀為六面體。單擊其下面的“Sweep”單選按鈕，指定分網(wǎng)方式為掃掠。再單擊對話框中的Sweep按鈕，將彈出VolumeSweeping(掃掠體)拾取對話框，單擊圖形顯示窗口中的軸，將其選中，單擊拾取對話框中的OK按鈕，對軸進(jìn)行網(wǎng)格劃分。12．對盤進(jìn)行網(wǎng)格劃分。重復(fù)步驟8～11，將盤周向劃分10份，徑向劃分8份，軸向劃分3份，同樣用掃掠的方式對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分，最后單擊分網(wǎng)工具對話框中的Close按鈕關(guān)閉對話框。至此，完成了盤軸結(jié)構(gòu)的有限元建模的全部工作，通過上面的工作建立的有限元模型如圖所示。§16.2建立有限元模型創(chuàng)建接觸對由于軸和盤在連接時是過盈配合，軸的外表面和盤心的表面之間將構(gòu)成面面接觸對。ANSYS的接觸對生成向?qū)Э梢允褂脩舴浅７奖愕厣煞治鲂枰慕佑|對。下面我們將利用接觸對生成向?qū)砩杀緦嵗枰慕佑|對。在生成接觸對的同時，ANSYS程序?qū)⒆詣咏o接觸對分配實常數(shù)號。1．打開接觸管理器。選取菜單路徑MainMenu|Preprocessor|Modeling|Create|ContactPair，打開ANSYS中的ContactManager(接觸管理器)，如圖所示。2．單擊接觸管理器中的工具條上的最左邊按鈕，將彈出AddContactPair(添加接觸對)對話框，如圖所示。3．單擊對話框中的“Areas”單選按鈕，指定接觸目標(biāo)表面為面，然后單擊PickTarget按鈕來選擇具體的目標(biāo)面。將彈出SelectAreaforTarget(選擇目標(biāo)面)拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊圓盤的盤心面將其選定，然后單擊拾取對話框中的Apply按鈕將其關(guān)閉。這時，AddContactPair(添加接觸對)對話框中的Next按鈕將被激活，單擊Next按鈕進(jìn)入下一步，將彈出選中接觸面的對話框。§16.2建立有限元模型創(chuàng)建接觸對4．單擊對話框中的“Areas”單選按鈕，指定接觸表面為面，然后單擊PickContact按鈕，來選擇具體的接觸面。將彈出SelectAreaforContact(選擇目標(biāo)面)拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊軸的外環(huán)面將其選定，然后單擊拾取對話框中的Apply按鈕將其關(guān)閉。這時，AddContactPair(添加接觸對)對話框中的Next按鈕將被激活，單擊Next按鈕進(jìn)入下一步，對接觸對屬性進(jìn)行設(shè)置。其對話框如圖所示。5．在對話框中，單擊“Includeinitialpenetration”選擇框?qū)⑵溥x中，使分析中包括初始滲透。單擊MaterialID(材料代號)下拉框中的“1”，指定接觸材料屬性為定義的一號材料。并在CoefficientofFriction(摩擦系數(shù))文本框中輸入“0.2”，指定摩擦系數(shù)為0.2。單擊Optionalsetting按鈕，來對接觸問題的其它選項進(jìn)行設(shè)置，彈出的對話框如圖所示。6．在對話框中的NormalPenaltyStiffness(正則處罰剛度)文本框中輸入“0.1”，指定接觸剛度的處罰系數(shù)為0.1。然后單擊對話框上部的Friction(摩擦)標(biāo)簽，打開對摩擦選項設(shè)置的選項卡，如圖所示?！?6.2建立有限元模型創(chuàng)建接觸對7．單擊選項卡中的Stiffnessmatrix(剛度矩陣)下拉框中的“Unsymmetric”選項，將其選中，指定本實例的接觸剛度為非對稱矩陣。其余的設(shè)置保持缺省，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，完成對接觸選項的設(shè)置。8．單擊AddContactPair對話框中的Create按鈕，ANSYS程序?qū)⒏鶕?jù)前面的設(shè)置來創(chuàng)建接觸對。然后彈出如圖所示的對話框。9．查看對話框中的信息，然后單擊Finsh按鈕關(guān)閉對話框。在ANSYS的接觸管理器的接觸對列表框中，將列出剛定義的接觸對，其實常數(shù)為3。關(guān)閉接觸管理器。在圖形輸出窗口中顯示的接觸對，如圖所示。10．單擊ANSYSToolbar(工具條)上的SAVE_DB按鈕，保存數(shù)據(jù)庫文件。11．選取菜單路徑UtilityMenu|Plot|Areas，對建立的模型進(jìn)行從新顯示，在ANSYS圖形輸出窗口中對所建模型的面進(jìn)行顯示。§16.3加載并求解因為本實例是對盤軸結(jié)構(gòu)中，將軸從盤心拔出的過程進(jìn)行非線性分析。根據(jù)條件知道在這個過程中盤的外緣節(jié)點的自由度該全部約束。又由于建模時為了節(jié)約費用，根據(jù)模型結(jié)構(gòu)的特點，只建立了四分之一的模型，所以需要在分析時定義對稱邊條，來模擬真實的情況。本實例的分析過程由兩個載荷步組成，第一個載荷步為過盈分析，求解盤軸過盈安裝時的應(yīng)力情況。第二個載荷步為將軸從盤心拔出時的接觸分析，分析在這個過程中盤心面和軸的外表面之間的接觸應(yīng)力。它們都屬于大變形問題，屬于非線性問題。在分析時需要定義一些非線性選項來幫助問題的收斂。下面進(jìn)行本實例的加載和求解操作。定義對稱邊條和位移約束定義并求解第一個載荷步定義并求解第二載荷步§16.3加載并求解定義對稱邊條和位移約束1．定義軸對稱邊條。選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|SymmetryB.C.|OnAreas，將彈出ApplySYMMonAreas(在面上施加軸對稱邊條)拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊選取盤和軸的四個徑向截面。然后，單擊拾取對話框中的OK按鈕關(guān)閉對話框，對它們施加軸對稱邊條。2．定義盤外緣的位移約束。選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnAreas，將彈出ApplyU,ROTonAreas(在面上施加位移約束)拾取對話框。在圖形輸出窗口中單擊盤的外緣面，然后單擊拾取對話框中的OK按鈕關(guān)閉拾取對話框，將彈出ApplyU,ROTonAreas(在面上施加位移約束)對話框。3．在對話框中，單擊DOFstobeconstrainted(約束自由度)列表框中的“AllDOF”，使其高亮度顯示，將其選中。其余設(shè)置保持缺省值(缺省的位移值為0)，單擊OK按鈕關(guān)閉拾取對話框，完成對位移約束的定義。施加的軸對稱約束和位移約束如圖所示?！?6.3加載并求解定義并求解第一個載荷步對于本實例，第一個載荷步是盤軸連接時的過盈配合分析，它屬于結(jié)構(gòu)靜力分析的大變形分析。這里需要進(jìn)行的工作是指定分析類型，載荷步選項，以及輸出文件控制。1．指定分析類型。選擇菜單路徑MainMenu|AnalysisType|Solution|NewAnalysis，將會彈出NewAnalysis(新分析)對話框，單擊對話框中的“Static”單選按鈕，指定分析類型為靜力分析。2．設(shè)定分析選項。選擇菜單路徑MainMenu|Solution|AnalysisType|Sol‘nControls，將彈出求解控制對話框，如圖所示。3．單擊Basic(基本)選項卡左邊的AnalysisOptions(分析選項)下拉框中的“LargeDisplacementStatic”將其選中，使分析中考慮大變形影響。然后在TimeControl(時間控制區(qū))中設(shè)定載荷步結(jié)束時間Timeatendofloadstep＝100，并關(guān)掉自動時間步(Automatictimestepping為“Off”)。其余設(shè)置保持缺省，然后單擊對話框中的OK按鈕關(guān)閉對話框?！?6.3加載并求解定義并求解第一個載荷步4．進(jìn)行第一載荷步求解。選擇菜單路徑MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS，將彈出STATUSCommand(求解設(shè)置狀態(tài))窗口和SolveCurrentLoadStep(求解當(dāng)前載荷步)對話框。5．仔細(xì)閱讀求解狀態(tài)窗口中的信息，檢查所有的選項和設(shè)置是否都正確。如果正確，單擊對話框中的OK按鈕，對當(dāng)前載荷步進(jìn)行求解。如果有不對的地方，單擊對話框中的Cancel按鈕，取消這次求解，對正確的設(shè)置進(jìn)行修改并從新求解。6．ANSYS程序會在求解時彈出不同的狀態(tài)對話框顯示正在進(jìn)行的求解內(nèi)容。經(jīng)過一定的運算求解之后，會彈出求解完成提示對話框，單擊Close按鈕，完成第一載荷步的求解。7．求解完成之后ANSYS圖形顯示窗口中顯示的是求解過程的迭代曲線，選擇菜單路徑UtilityMenu|Replot，可以對窗口中的內(nèi)容重新顯示成盤軸結(jié)果的有限元模型?！?6.3加載并求解定義并求解第二載荷步本實例中，第二載荷步是求解將軸從盤心拔出過程中軸和盤的接觸應(yīng)力情況。在這個載荷步中需要定義軸的位移值(沿軸向移動的距離)。同時，需要定義多個載荷子步來進(jìn)行迭代求解。下面是定義并求解第二載荷步的具體操作過程。1．設(shè)定分析選項和輸出控制選項。選擇菜單路徑MainMenu|Solution|AnalysisType|Sol‘nControls，將彈出SolutionControls(求解控制)對話框。2．在求解控制對話框中的Basic(基本)選項卡中，將AnalysisOptions(分析選項)設(shè)置為“LargeDisplacementStatic”，指定為大變形分析。將TimeControl(時間控制)區(qū)的Timeatendofloadstep(載荷步結(jié)束時間)設(shè)置為“250”，并打開Automatictimestepping(自動時間步選項)，設(shè)置為“On”)。并且將Numberofsubsteps(載荷子步數(shù))文本框設(shè)置為“150”，Maxno.ofsubsteps(最大子步數(shù))為“10000”，Minno.ofsubsteps(最小載荷子步數(shù))為“10”，如圖所示。3．單擊對話框右邊WriteItemstoResultsFile(結(jié)果輸出項)設(shè)置區(qū)下面的Frequency(輸出頻率)下拉框中的“Writeeverysubstep”，將每個載荷子步結(jié)果都輸出到結(jié)果文件中。然后單擊OK按鈕關(guān)閉對話框。§16.3加載并求解定義并求解第二載荷步4．施加位移載荷(將軸沿軸向平移40mm，拔出盤孔)。選取菜單路徑UtilityMenu|Select|Entities，將彈出SelectEntities(選擇實體)對話框。單擊對話框中最上面下拉框中的“Node”，指定選擇對象為節(jié)點。接著在下面的下拉框中單擊“ByLocation”，指定選擇方式為根據(jù)坐標(biāo)值來選取。單擊“Zcoordinates”單選按鈕，在下面的文本框中輸入“140”，指定選取Z坐標(biāo)值為140的所有節(jié)點。單擊SeleAll按鈕，然后單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，完成選取。5．選取菜單路徑MainMenu|Solution|DefineLoads|Apply|Structural|Displacement|OnNodes，將彈出施加節(jié)點位移載荷拾取對話框，單擊對話框中的PickAll按鈕，將彈出ApplyU,ROTonNOdes(施加節(jié)點位移載荷)對話框，如圖所示。單擊對話框中約束自由度列表框中的“UZ”，使其高亮度顯示。然后在Displacementvalue(位移值)文本框中輸入“40”，其余設(shè)置保持缺省，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，完成位移載荷的施加。§16.3加載并求解定義并求解第二載荷步6．選取菜單路徑UtilityMenu|Select|Everythings，選取所有的有限元元素。7．由于大變形影響和加載方式在第一載荷步中都已經(jīng)設(shè)置，這里不需要再重新定義。下面直接求解第二載荷步。選擇菜單路徑MainMenu|Solution|Solve|CurrentLS，將彈出STATUSCommand(求解設(shè)置狀態(tài))窗口和求解SolveCurrentLoadStep(當(dāng)前載荷步)對話框。8．仔細(xì)閱讀求解狀態(tài)窗口中的信息，檢查所有的選項和設(shè)置是否都正確，然后關(guān)閉它。如果信息正確，單擊求解當(dāng)前載荷步對話框框中的OK按鈕，對當(dāng)前載荷步進(jìn)行求解。如果有不對的地方，單擊對話框中的Cancel按鈕，取消這次求解，對不對的設(shè)置進(jìn)行修改并重新求解。9．ANSYS程序會在求解時彈出不同的狀態(tài)對話框顯示正在進(jìn)行的求解內(nèi)容，經(jīng)過一定的運算求解都完成之后，會彈出求解完成提示對話框，單擊Close按鈕，完成第二載荷步的求解?！?6.4結(jié)果分析上面對軸和盤的接觸分析進(jìn)行了求解，下面我們首先將分析過程中建立的四分之一模型擴(kuò)展成完整的盤軸結(jié)構(gòu)模型，然后通過通用后處理器(POST1)來觀察求解的結(jié)果?！?6.4結(jié)果分析在通用后處理器中，主要觀察兩個載荷步求解的盤軸過盈配合應(yīng)力和將軸從盤孔拔出時在接觸面上的接觸應(yīng)力情況。也可通過ANSYS提供的動畫功能觀察整個過程的動畫顯示，具體操作過程如下。1．?dāng)U展模型。選取菜單路徑UtilityMenu|PlotCtrls|Style|SymmetryExpansion|Periodic/CyclicSymmetry，將彈出Periodic/CyclicSymmetryExpansion(周期、軸對稱擴(kuò)展)對話框，如圖所示。2．單擊對話框中的“1/4DihedralSym”單選按鈕，指定要擴(kuò)展的對稱類型為四分之一兩面角系統(tǒng)。原來我們建立的四分之一模型將會被擴(kuò)展成為整個的盤軸結(jié)構(gòu)模型，如圖所示。3．查看過盈配合時盤軸結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布情況。選擇菜單路徑：MainMenu|GeneralPestpro|ReadResults|ByLoadStep。將彈出ReadResultsbyLoadStepNumber(根據(jù)載荷步數(shù)讀取結(jié)果)對話框，保持對話框中的缺省設(shè)置(缺省值為LSTEP=1,SBSTEP=LAST)，單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，讀取第一載荷步的最后一個載荷子步的結(jié)果?！?6.4結(jié)果分析4．選擇菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，將會彈出ContourNodalSolutionData(繪制節(jié)點解數(shù)據(jù)的等值線)對話框。5．在對話框中要顯示項目的靠近左邊的列表框中，單擊“Stress”使其高亮度顯示。在靠近右邊的列表框中，卷動到等效應(yīng)力“VonMisesSEQV”后，單擊它使其高亮度顯示，然后單擊OK按鈕。在ANSYS圖形輸出窗口中將會顯示盤軸結(jié)構(gòu)過盈配合產(chǎn)生的等效應(yīng)力等值線圖，如圖所示。6．下面來查看拔出過程中某一時刻軸的接觸面上的壓力分布。選擇菜單路徑：MainMenu|GeneralPestpro|ReadResults|ByTime/Freq，將彈出ReadResultsbyTimeorFrequency(根據(jù)時間和頻率來查看結(jié)果)對話框，如圖所示。在對話框中的Valueoftimeorfreq(時間值)文本框中輸入“120”，指定時間為120，然后單擊OK按鈕關(guān)閉對話框?！?6.4結(jié)果分析7．選出接觸單元。選取菜單路徑UtilityMenu|Select|Entities，將彈出選擇實體(SelectEntities)對話框。單擊對話框中最上面下拉框中的“Element”，指定選擇對象為單元。接著在下面的下拉框中單擊“ByElemName”，指定選擇方式為根據(jù)單元名來選取。在下面的“ElementName”文本框中輸入“174”，指定選取所有接觸單元。單擊SeleAll按鈕，然后單擊OK按鈕關(guān)閉對話框，完成選取。8．顯示選擇結(jié)果。選取菜單路徑UtilityMenu|Plot|Elements，在圖形輸出窗口中將顯示選取的所有接觸單元，如圖所示。9．選擇菜單路徑MainMenu|GeneralPostproc|PlotResults|ContourPlot|NodalSolu，將會彈出ContourNodalSolutionData(繪制節(jié)點解數(shù)據(jù)的等值線)對話框。在要顯示項目的靠近左邊的列表框中，單擊“Contact”使其高亮度顯示。在靠近右邊的列表框中，卷動到壓力“PressurePRES”后，單擊它使其高亮度顯示，然后單擊OK按鈕。在ANSYS圖形輸出窗口中，將會顯示盤軸結(jié)構(gòu)在120時接觸單元上的壓力分布云圖，如圖所示?！?6.4結(jié)果分析10．選取菜單路徑UtilityMenu|Select|Everything，選取所有有限元元素。在ANSYS同樣后處理器(POST1)中，我們還可以查看任意時刻的整個模型中的等效應(yīng)力分布情況，或壓力、位移求解結(jié)果。還可以通過菜單路徑UtilityMenu|PlotCtrls|Animate|OverResults來對結(jié)果進(jìn)行動畫顯示。也可以通過菜單路徑UtilityMenu|List|Nodes來對節(jié)點結(jié)果進(jìn)行列表顯示，查看反作用力等?！?6.4結(jié)果分析§16.4結(jié)果分析§16.5命令流輸入/TITLE,AnalysisofaAxisContactingaholeinaDisc！定義標(biāo)題/PREP7!*ET,1,SOLID185！定義單元類型!*MP,EX,1,2.1E5！定義材料屬性MP,PRXY,1,0.3!*CYL4,0,0,34,0,100,90,25！創(chuàng)建四分之一圓環(huán)CYL4,0,0,25,0,35,90,150VGEN,,2,,,,,-10,,,1！移動軸!*LESIZE,17,,,15,,,,,1！定義線的分網(wǎng)尺寸LESIZE,19,,