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接触问题的一个例子 - 压头与压痕问题 (续 11)  

2014-10-30 09:23:39|  分类: ANSYS 实例 - GUI |  标签: |举报 |字号 订阅

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然后重新将载荷改为压力载荷,同样分为三步,第一步 p = 10 MPa;第二步 p = 20 MPa;第三步删除压力载荷,看残余变形。

同样对接触算法采用 MPC 方法、相应的接触行为为 Bounded (Always)。采用这一接触属性设置,三个载荷步的计算都顺利完成。

    在常用后处理中,先读取第一个载荷步 Time = 1 时的结果:
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载荷步 1,整个模型的位移 Uz 的云图:

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载荷步 1,压头部分的位移 Uz 的云图:

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       载荷步 1,工件部分的位移 Uz 的云图:

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     载荷步 1,工件部分的位移 Uz 的云图:

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   局部放大图,可以看到明显的压痕,且边缘处仍有少量凸起 - 残余变形

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     载荷步 1,整个模型的 Mises 应力分布云图:
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载荷步 1,整个模型的 Mises 应力分布云图:

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      载荷步 1,压头部分的 Mises 应力分布云图,压头顶点有明显的应力集中:

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     载荷步 1,工件部分的 Mises 应力分布云图,压痕底部有明显的应力集中:

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     读取第二个载荷步 Time = 2 时的结果:

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     载荷步 2,整个模型的位移 Uz 的云图:
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     载荷步 2,整个模型的 Mises 应力分布云图:

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     载荷步 2,工件的 Mises 应力分布,压痕底部有明显应力集中:

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     读取第三个载荷步 Time = 3 时的结果:

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       第三个载荷步为卸载后的情况,可以查看残余变形和残余应力。
   载荷步 3,整个模型的位移 Uz 的云图:
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      局部放大图 可以看到,删除压力后,压头仍深入到工件中,说明工件中应该存在明显的残余变形。
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载荷步 3,压头部分位移 Uz 的云图,整个压头的 Uz = -1.988,说明压头与工件已基本脱离接触,几乎不再受力:

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     载荷步 3,工件部分的位移 Uz 的云图:
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     局部放大图,可以看到明显的压痕,且边缘处仍有少量凸起 残余变形:
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    载荷步 3,整个模型的 Mises 应力分布云图:

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       载荷步 3,压头的 Mises 应力分布,压头顶点有应力集中,但是整个压头的应力都非常小,原因是它与工件已基本脱离接触:

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     载荷步 3,工件的 Mises 应力分布,压痕底部有明显应力集中:

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     局部放大图 压痕底部和内边缘均有明显的应力集中:
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由上述计算结果可以看到:

接触算法和接触行为的选择对计算的收敛有较大影响。本例中,如果接触行为采用 Standard,压力载荷和位移载荷的计算都很难收敛 (当载荷值较小时才能收敛)。而接触算法改用 MPC 和接触行为改用 Bonded (Always) 后,两种载荷,即使载荷比较大,计算也都能收敛。

2  接触行为 Bonded (Always) 实际上并不是一直将接触面与目标面绑定在一起的。如本例中,两种载荷情况的第三个载荷步,分别删除了位移载荷和压力,接触面与目标面都分开了,而不是继续绑定在一起。否则,本例中是算不出残余变形的。

本例到此结束。

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