ansys 接触应力计算例子.docx

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ansys接触应力计算例子

过盈配合的应力分析

概述

接触问题分为两种基本类型：

刚体——柔体的接触、柔体——柔体的接触。

在刚体——柔体的接触问题中，接触面的一个活多个被当做刚体（与它接触的变形体相比，有大的多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被鉴定为刚体——柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触。

另一类，柔体——柔体接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。

在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面，而把另一个作为“接触”面。

对刚体——柔体的接触，“目标”面总是刚性的，“接触”面总是柔性的，这两个面合起来叫做“接触对”。

问题描述

当轴与孔有过盈配合时，因为轴比孔稍大，这样它们之间由于接触就会产生应力应变。

材料性质：

EX=30e6（杨氏弹性模量）

NUXY=0.25（泊松比）

f=0.2（摩擦系数）

几何尺寸：

轴半径R1=0.5长L1=3

孔模型外圆R2=1.5

内圆R3=0.45长L2=2

问题分析

由于对称性，可以只取模型的四分之一来进行分析，并分成两个载荷步来求解。

第一个载荷步是观察轴接触面的应力；

第二个载荷步是观察轴拔出孔的过程中的应力、接触压力和反力等。

一、建立模型并划分网格

1.定义单元类型

2.定义材料性质

3.生成模型

4.体分解操作

5.划分网格

二、定义接触对

1.创建目标面及接触面

2.设置接触面

3.接触面的生成

三、施加载荷并求解

1.施加对称位移约束

2.施加面约束条件

3.设定第一个载荷步并进行求解

4.设定第二个载荷步并进行求解

四、后处理

1.设置扩展模式

2.读入第一个载荷步的计算结果并显示应力云图

3.读入某时刻计算结果

4.选择单元

5.接触面压力云图

6.读入第二个载荷步的计算结果并显示应力云图

五、小结

接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。

接触问题存在两个较大的难点：

1.在求解问题之前，不知道接触区域，表面之间是接触还是分开是未知的、突然变化的，这些随载荷、材料、边界条件和其他因素而定。

2.大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型可供挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。