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ANSYS 非线性分析指南 - 接触分析 (7) - 实例  

2010-11-01 07:15:28|  分类: ANSYS 非线性 |  标签: |举报 |字号 订阅

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接触分析实例(GUI方法)

 

    在这个实例中,我们将对一个弹簧卡子进行接触分析,计算将卡头压进卡座和拉出卡座所需要的力。

    问题描述:

        此问题属于需要输入厚度的平面应力问题,卡头和卡座的底板被认为是刚性的,因此在建模时不于以考虑。

        由于模型和载荷都是对称的,因此可用模型的右半部来进行计算。求解通过二个载荷步实现。

    问题详细说明:

       材料性质:

       EX = 2.8e3  (杨氏模量)

       NUXY = 0.3(泊松比)

       MU = 0.2    (摩擦系数)

     问题描述图:

                ANSYS 非线性分析指南 - 接触分析 (7) - 实例 - htbbzzg - htbbzzg的博客
     

求解步骤:

步骤一:建立计算所需要的模型。

           在这一步中,建立计算分析所需要的模型,包括定义单元类型,划分网格,给定边界条件。并将数据库文件保存为“exercise3.db”。 在此,对这一步的过程不作详细叙述。


步骤二:恢复数据库文件“exercise3.db

   选择菜单路径:

              Utility Menu > File > Resume from


步骤三:定义接触单元的材料特性。

           1、选择菜单路径:

                       Main Menu > Preprocessor > Matersal Props > Constant > Isotropic.  

               出现 Isotropic Matersal Properties (各向同性材料性质)对话框。

           2、指定材料号为 3,单击 OK。出现另一个 Isotropic Material Properties 对话框。

           3、对摩擦系数(MU)键入 0.2  

           4、单击 OK


步骤四:定义接触单元的实常数。

           1、选择菜单路径:

                       Main Menu > Preprocessor > Real Constants。出现实常数对话框出

           2、单击“Add”,下一级对话框出现。

           3、移动滚动条,使之指向“CONTAC48”,然后单击“OK”。出现下一级对话框。  

           4、在实常数号的输入框中键入 3,在法向刚度的输入框中键入 6e3,然后单击Apply”。

           5、在实常数号的输入框中键入 4,在法向刚度的输入框中键入 6e3

           6、单击 OK


步骤五:为了建立接触单元创建四个结点组元。

           1、将线号为 和 17 的线上的结点定义成组元“snapins”

           2、将线号为 的线上的结点定义成组元“snapprg”

           3、将线号为 的线上的结点定义成组元“pullins”

           4、将线号为 的线上的结点定义成组元“pullprg”

步骤六:建立接触单元。

           1 设置适当的单元类型,材料号和实常数号。

           2  在插入时接触的两个面之间生成对称接触单元。

           3  为了在拉出时接触的两个面之间生成接触单元,将实常数号变为 4

           4   在拉出时接触的两个面之间生成对称接触单元。


步骤七:进入求解器

               选择菜单路径:

                      Main Menu > Solution


       步骤八:打开预测器,设置输出控制。

           1、选择菜单路径Main menu>solution-Load Set Opts-Nonlinear>Predictor

           2、将predictor的状态设置为“ON”。

           3、选择菜单路径:

                      Main Menu > Solution > Load Step Options > Output Ctrls > DB/Results File. 

               出现  Coutrols for Database and Results File Writing (对数据库和结果文件写入的控制)对话框。

           4、单击“Every substep”且选中它。


步骤九:设置载荷步选项。

           1、选择菜单路径:

                      Main Menu > Solution > Load Step Options > Time/Frequenc > time&Substep 

           出现 Time&Substep Option (时间和时间步选项)对话框。

           2、对 Number of substeps (子步数),键入 10

           3、单击 automatic time stepping option(自动时间步长选项)使之为 ON,然后单击 OK

           4、将最大的子步数设置为 100,将最小的子步数设置为 5


步骤十:加载。

           给 Y=60 的所有结点施加一 UY=-30 的位移约束。


步骤十一:求解。

           1、选择菜单路径:

                      Main Menu > Solution > Solve > Current LS

           2、查阅状态窗口中的信息然后单击 close

           3、单击 Solve Current Load Step(求解当前载荷步)对话框中的 OK 开始求解。


步骤十二:对第二个载荷步加载。

           1、给 Y=60 的所有结点施加一 UY=-27 的位移约束。即以第一个载荷步的计算结果为基础,将卡头上拉 个单位。

           2、激活线性搜索。

 

步骤十三:求解第二个载荷步。

           1、选择菜单路径:

                      Main Menu > Solution > Solve > Current LS

           2、检阅状态窗口中的信息然后单击 close

           3、单击 Solve Current Load Step (求解当前载荷步)对话框中的 OK 开始求解。

           4、在“LSNUM”的输入框中键入 4


       步骤十四:进行后处理。

           在这一步中,可以进行所想要的后处理,在此不进行详述。

 

 

非线性静态接触分析实例(命令流方式)

你可以用下面显示的ANSYS命令替代GUI选择,进行上面这个例题的塑性分析。

           fini

           /cle

           /prep7

           /title,plastic snap-fit connector

 

           et,1,42,,,3

           et,2,42,,,3

           mp,ex,1,2.8e3

           r,1,5

           et,3,48,,,1

           k,1,10

           k,2,20

           k,3,15,18.5

           k,4,10,20

           k,5,12.5,30

           k,6,20,30

 

           l,1,3

           l,3,4

           l,4,5

           l,5,6

           l,6,2

           l,2,1

           al,all

 

           lgen,2,1,3,1

           k,11,5

           k,12,5,30

           l,11,7

           l,11,12

           l,12,10

           lsla,s

           lsel,invert

           al,all

           lsel,all

           rectng,0,15,0,10

           asba,2,3

 

           agen,2,4,,,0,30,0,,0,1

           asel,s,,,4

           aatt,1,1,2

           asel,all

 

           esize,4

           amesh,all

           fini

           /solution

           nsel,s,loc,y,0

           d,all,all

           nsel,s,loc,y,60

           d,all,uy

           nsel,r,loc,x,5

           d,all,ux

           nsel,all

           fini

 

           /prep7

           mp,mu,3,0.2

           r,3,6e3

           r,4,6e3

            

           lsel,s,,,9

           lsel,a,,,19

           nsll,s,1

           cm,snapins,node

           lsel,s,,,3

           nsll,s,1

           cm,snapprg,node

           lsel,s,,,8

           nsll,s,1

           cm,pullins,node

           lsel,s,,,2

           nsll,s,1

           cm,pullprg,node

           lsel,all

           nsel,all

           type,3

           mat,3,real,3

           gcgen,snapins,snapprg

           gcgen,snapprg,snapins

 

           real,4

           gcgen,pullins,pullprg

           gcgen,pullprg,pullins

           fini


           /solu

           pred,on

           autot,on

           nsubst,10,100,5

           outres,all,all

 

           nsel,s,loc,y,60

           d,all,uy,-30

           nsel,all

           solve

 

           nsel,s,loc,y,60

           d,all,uy,-27

           nsel,all

           lnsr,on

           solv

           fini

 

           /post1

           set,list

           set,,,,,0.8

           esel,s,type,,3

           etable,st,nmisc,1

           etable,gap,nmisc,3

           etable,length,nmisc,4

           esel,s,stab,st,1,2

           esort,etab,gap,1

           pretab

           esel,all

           /dscal,,1

           /plops,minm,0

           /edge,,1

           esel,u,type,,3

           set,first

           pldi

           /user

           set,,,,,0.8

           plns,s,eqv

           /cont,,,user

           fini

 

           /posr26

           nsol,2,44,u,y,disp

           rfor,3,44,f,y

           rfor,4,59,f,y

           rfor,5,56,f,y

           add,6,3,4,5,force

           add,2,2,,,,,,,-1

           xvar,2

           plva,6

           fini

 

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