带初始间隙的轴-轴套接触有限元分析
带初始间隙的轴-轴套接触有限元分析
这个分析的几何模型来自于网络, 分析完全是自己做的.
整个前处理都是在HyperMesh 7.0 中完成, 包括划分网格, 加载, 施加约束, 设置接触, 设置求解控制项等.
在ANSYS11.0 中计算.
模型的几何描述:
一个简单的轴, 一个轴套, 轴和轴套之间有间隙.
轴上方有一块横板, 板表面作用有均布载荷(0.1Mpa).
板的长度在两边是不对称的.
模型要点:
网格: 做接触分析的时候, 应该使两个接触部件在接触处节点和单元尽量对齐, 这样有助于收敛.
接触类型:surface to surface;(flexible -flexible)
实体单元类型: 2阶四面体单元 solid187 (带有中间节点的单元, 共10个节点) 接触单元类型: 由接触向导自动生成, 本模型为conta174 和Targe170.
关键设置:
ANSYS 中对接触的控制是通过对所使用的接触单元的KEYOPT 选项的设置来实现的.
因为这个分析是有间隙的, 所以要设法消除初始间隙.
conta174单元的KEYOPT(5)=3; Close gap/reduce penetration with auto CNOF 意即自动使用合适的CNOF 实常数值来消除间隙或者减少初始侵入.
设置此参数,ANSYS 会自动根据有限元模型中的实际间隙大小来调整间隙, 使之closed.
KEYOPT(9)=2;
Include both initial geometrical penetration or gap and offset, but with ramped effects
意即 同时考虑几何上的初始侵入/间隙 和 CNOF实常数所设置的偏移量, 并且考虑ramp 效果.
keyopt(10)=2; 在每个平衡迭代步中调整接触刚度系数.
keyopt(10)选项是用来设置接触刚度的调整的. .可以设置为始终不调整接触刚度, 在每个在载荷步中调整, 在每个载荷子步中调整等等.
摩擦系数: 在定义材料的时候需要定义材料的摩擦系数; 本文取摩擦系数 =0.15;
其他都用默认选项即可.
结算结果如下图:
轴的Von Mises stress;
轴套的
Von Mises stress
显示在接触单元上的接触应力