03ANSYS130Workbench结构非线性培训作业装配接触

WS2B-1作业2B装配接触Workbench-Mechanical结构非线性WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-2WorkshopSupplement作业2B–装配接触•目标:–本次作业的目的是为了研究下图所示的管夹具装配体(Pipe_clamp.x_t)力学行为。特别的，希望确定铜管当夹具夹紧时的破坏应力和变形。WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-3WorkshopSupplement•假定管的材料为铜合金，其余零件材料为钢.•正常工作时夹力为1000N.•假设夹具和铜管间的摩擦系数为0.4.其它接触区域为绑定或无分离接触.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-4WorkshopSupplement如果前面的作业项目仍然在,从项目页启动UtilityMenuFileNew…1.从工具箱双击“StaticStructural”来创建一新系统.2.右击geometry选择“ImportGeometry并浏览“Pipe_Clamp.x_t”1.2.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-5WorkshopSupplement•下拉“Units”菜单:–设置单位为“Metric(Tonne,mm,s,C,mA,N,mV).–选中“DisplayValuesinProjectUnits”.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-6WorkshopSupplement3.3.双击“Model”打开MechanicalApplication4.一旦进入Mechanical程序,设置工作单位系统为“UnitMetric(mm,kg,N,s,mV,mA)”4.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-7WorkshopSupplement5.展开“Connections”并使用转换键高亮显示所有的接触定义.6.在details窗口将Formulation改设为“AugmentedLagrange.5.6.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-8WorkshopSupplement7.选择第一个接触分支.这是铜管和夹具接触定义.8.在Definition中将Type改为“Frictional”.9.对“FrictionCoefficient”输入0.4.7.8.9.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-9WorkshopSupplement10.选择第二个分支。这是定义螺杆和夹具孔的接触.11.从details窗口改变Type为“NoSeparation”.•剩下的2个接触区域默认绑定接触.10.11.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-10WorkshopSupplement•沿铜管轴线建立局部坐标系，在后处理中会用到.•高亮显示坐标系:12.选择圆柱内表面.13.点击鼠标右键InsertCoordinateSystem”.12.13.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-11WorkshopSupplement14.从新坐标系的细节窗口将“Type”改为“Cylindrical”.15.改变主轴“Z”方向16.Definedby“GeometrySelection”17.Geometry，“ClicktoChange”,然后选择管的内表面并点击“Apply”14.15.16.17.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-12WorkshopSupplement18.在细节窗中作如下设置,:–NumberofSteps=2–LargeDeflection=On这个分析在两个载荷步内完成.在LoadStep1,施加螺栓预紧在LoadStep2,锁紧这个预紧后处理工作载荷.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-13WorkshopSupplement19.如图选择管的一个端面.20.高亮显示“StaticStructural”右击InsertFixedSupport.19.20.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-14WorkshopSupplement25.选择螺栓柱面.“右击InsertBoltPretension”26.“Load”Step1中在“BoltPretension”细节窗中输入“Preload”值1000.运用Timeline,设置loadstepto“2”定义Pretension为“Lock”21.22.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-15WorkshopSupplement23.切换到“Body”选择模式.24.选择铜管.25.“右击InsertDeformationDirectional”.24.23.25.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-16WorkshopSupplement26.在“DirectionalDeformation”细节窗口改变到“CoordinateSystem”.注意，在建立局部坐标系时，使用了默认名“CoordinateSystem”.可以很容易地取一个有明确意义的名字.26.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-17WorkshopSupplement27.切换到面选择模式.28.选择管外表面.29.“右击InsertContactTool30.右键ContactTool并选择InsertPressure•重复步骤30插入接触“FrictionalStress”.•Solve27.28.30.29.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-18WorkshopSupplement•本次作业求解由于硬件不同会耗时几分钟或更长.•摩擦接触激活需要平衡迭代的非线性求解.求解过程可以通过打开“SolutionInformation”来观察.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-19WorkshopSupplement•回顾“WeakSpring”稳定性求解.•为确保若弹簧不是刚体位移的结果,•选择Solution,“右键InsertProbeForceReaction且在细节窗中定义边界条件为“WeakSprings”–确认弱弹簧的反力是可以忽略的e-5量级.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-20WorkshopSupplement•选择Solution.右键InsertProbeBoltPretension来确认螺栓预紧工作载荷等于用户施加的预紧载荷–在BoltPretension细节窗中定义边界为BoltPretension(由于模型中只有一个螺栓而微不足道).–右键EvaulateResults…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-21WorkshopSupplement•插入并绘出装配体的“总变形”图.–这个图并不是特别有用(管行为研究).•放在求解分支下的“scoped”结果会更有指导意义.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-22WorkshopSupplement•选择和图形显示“DirectionalDeformation”结果.•本例中，仅显示了铜管的结果，因为我们使用了一个在管的轴线上的局部柱坐标系，X方向为径向.…作业2B–装配接触WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS2B-23WorkshopSupplement•同样，可以通过高亮接触结果对象来观察接触区域的行为。再一次指出，利用scoped结果可以更直观点画出结果.…作业2B–装配接触