ANSYS接触实例分析.docx

1、ANSYS接触实例分析1实例描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。（1）要得到过盈配合的应力。（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。2问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈

2、配合。求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。第二个载荷步，拔出分析。往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。打开自动时间步长以保证求解收敛。在后处理中每10个载荷子步读一个结果。本篇先谈第一个载荷步的计算。下篇再谈第二个载荷步的计算。3读入几何体首先打开ANSYS APDL然后读入已经做好的几何体。从【工具菜单】-【File】-【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的）Program FilesAnsys IncV145ANSYSdatamodelsblock

3、.inp【OK】后，四分之一几何模型被导入。4定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。5定义材料属性只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.36划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，按下【Sweep】按钮，在主窗口中选择两个体，进行网格划分。则结果如下然后创建接触单元。从主菜单的下列地方点击 contactpair，即创建接触对。则弹出了接触管理器点击上图中红色框内的按钮，它是接触向导。则弹出一个对话框如下

4、该对话框是接触向导帮助用户创建接触的第一步，它问我们，请问目标面是哪些？它们是什么类型的接触面？点击上图中的【pick target】，就是说，我们即将在主窗口中用鼠标来选择目标面。在本例子中，目标面就是销孔的四分之一孔面。因此用鼠标在图中选择该面选中后，在接触向导中按下【Next】，则弹出下面的对话框该对话框进一步要选择接触面，这里是钢销的四分之一圆柱面，同样，点击上图中的【pick contact】，然后在主窗口中选择该面如下选中后，在接触向导中按下【Next】，则弹出下面的对话框，它要进一步设置该接触对的属性，请注意红色框内的选择。这里，包含了初始的渗透，使用的是1号材料，摩擦系数是0.

5、2，然后还要按下按钮【optional settings。】在弹出来的接触属性设置中，首先在BASIC页中设置法向惩罚刚度因子为0.1,然后点击friction页，在这里，设置刚度矩阵是非对称阵。然后点击【OK】，则关闭该接触属性设置对话框，又回到了前面的接触向导对话框。在该对话框中，点击【Create】,则接触对被创立。弹出来一个对话框其意义是说，该接触对已经创建好了，你如果想使用该接触对的话，那么请使用编号3的实常数集。此时，如果再次打开单元类型对话框，会发现里面多了两种单元。即：TARGE170是目标单元，它覆盖在销孔内表面；CONTA174是接触单元，它覆盖在钢销外表面。7设置边界条件

6、首先，改变对象的查看方式，用面的方式来查看对象，从而方便设置边界条件。然后，设置对称边界条件。从主菜单的下列地方找到设置边界条件的地方其含义是，要对几个面设置对称边界条件。然后用鼠标在主窗口中选择以下几个面则对称边界条件被设置好，主窗口中显示如下可见，在这几个面上到处都是S，S就是对称（Symmetry）的首字母，意味着这些面被设置为对称边界了。然后还要固定钢块的一个面，从下列地方找到固定面的入口然后在主窗口中找到该面选择完毕后弹出一个对话框，它问，对于该面上的所有节点，你希望固定这些节点的哪几个自由度呢？这里选择ALL DOF，然后在下面的位移值中设置为0，就是说，该面上的所有节点，不要有任

7、何位移。【ok】然后确认选择。如果我们变换一下视角如下就会发现该面上有几个三角符号，意味着该面上的所有节点都已经被固定了。8进行求解设置从下列菜单进入，选择SOLN CONTROLS，即设置求解控制选项，这是进行求解设置的主要入口在弹出的对话框中设置如下意思是，打开大变形开关，关闭自动时间步长，并设置该载荷步结束时的时间是100，只有一个载荷子步。然后进行求解。9后处理进入后处理，查看Von Mises应力云图。从下图进入查看应力结果在弹出的对话框中选择二查看Von Mises应力【OK】后主窗口显示如下图可见，在接触处应力最大，越往外层，应力越来越小。这与实际情况是一致的。仍旧从这里进入，以查看接触处的情况可以看到，红色框内提供一系列选项，查看接触状态，渗透情况，接触压力，摩擦应力，总应力，滑动距离，间隙距离等等。下面是接触处的渗透图可见，最大渗透量是0.003226.下图是接触压力最后，存盘为file.db。下一篇会接着恢复该数据库，做下一个拔出分析。vv