06 ANSYS13.0 Workbench 结构非线性培训 作业 接触界面处理

WS4A-1作业4A接触界面处理Workbench-Mechanical结构非线性WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-2WorkshopSupplement目标•使用界面处理工具分析表面间的抵触配合.模型描述•注射成型机械喷嘴尖端装配2D轴对称模型•材料:–机架为钢–尖端铜合金–绝热钛作业4A:接触界面处理HousingTipInsulatorWorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-3WorkshopSupplement模型描述(绪)•接触对:A.机架对喷嘴尖端的无摩擦接触B.喷嘴尖端对绝热器的绑定接触C.机架和喷嘴尖端间螺纹连接处(螺纹细节没有建模)的绑定接触…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-4WorkshopSupplement模型描述(绪)•热边界:A.热歧管@220CB.冷歧管板@50CC.喷嘴尖端带状加热器@80Watts…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-5WorkshopSupplement模型描述(绪)•结构边界A.无摩擦支撑@喷嘴机架边缘B.无摩擦支撑@绝热器•结构载荷–第1载荷步调和机架和尖端面的抵触配合–第2载荷步从稳态热流道中读入温度–第3载荷步施加压力软化水道壁.meltchannelwall…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-6WorkshopSupplement步骤:•如已在前面的运行中打开了Workbench,通过UtilityMenuFileNew…启动新的分析•浏览并打开“W4a-Offset.wbpj”项目文件.…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-7WorkshopSupplement项目示图区应如下图所示.注意:工程数据，几何,载荷和边界条件以及预定接触区域已经建立.接下的是要定义尖端-机架接触表面偏移并求解和对接触结果进行后处理.…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-8WorkshopSupplement•高亮显示EngineeringData双击open–校正预定义的材料属性–检验单位是公制(Tonne,mm,…)系统.–如果不是,点击…UtilityMenuUnitsMetric(Tonne,mm,..)…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-9WorkshopSupplement•回到项目示图区•双击(或RMB=Edit…)Model打开FE模型(MechanicalSession)…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-10WorkshopSupplement•一旦已进入Mechanical程序,检查工作单位制–“UnitMetric(mm,kg,N,s,mV,mA)”•展开model分支，使其相似于modelset-up.确认幻灯片2到5中描述的材料分配,边界条件,和载荷.•校正三个预定义接触区域的初始条件–高亮显示Connections–右击InsertContactTool…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-11WorkshopSupplement•高亮显示最新插入的ContactTool中的初始信息–右击GenerateInitialContactResults•应产生如下表定义的接触区域的初始条件:…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-12WorkshopSupplement•注意:–两个绑定接触区域指定为两个作用相等并相互对立的接触对.这反映了“对称”行为.–无摩擦接触区域只有一对激活的,反映“反对称”行为.伴随的无摩擦接触对(灰色显示)是非激活的.初始是具有小间隙的“接近开放”状态.–绑定区域的初始渗透实质为零，默认可忽略.–接触定义没有任何改变,进行求解…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-13WorkshopSupplement•选择SolutionInformation并切换SolutionOutput为‘ForceConvergence’–几次迭代后求解快速收敛…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-14WorkshopSupplement•高亮显示SolutionBranch–右击InsertContactTool…•高亮显示最新插入的ContactTool–右击Insert•Pressure•Penetration•Gap…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-15WorkshopSupplement•高亮显示ContactTool并通过点击去掉每个区域旁边方框的对号标记来过滤掉绑定接触对•右击EvaluateResults…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-16WorkshopSupplement•使用‘Graph’窗口的Timeline,对每个载荷步的接触压力进行后处理–如预料,LS1上的无摩擦界面的压力为零.由于热微分膨胀LS2的压力斜坡增长到50Mpa.LS3的软化管压力降回到零.载荷步1载荷步2载荷步3…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-17WorkshopSupplement•每个载荷步的接触渗透和间隙的后处理–特别注意,LS3末端的最大间隙(gap=0.049176).为阻止渗漏这个界面必须保持闭合.…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-18WorkshopSupplement•回到Connections,高亮显示‘Frictionless-HousingToNozzletip’接触区域–在Details窗口,设置Offset为0.050mm这将使所有接触探测点经数学调整到目标表面,建立接触配合…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-19WorkshopSupplement•使用ContactTool校正ContactTool中初始信息中已经设定的偏移–右击GenerateInitialContactResults–注意:现在报告闭合的无摩擦接触初始渗透为4.8943e-2.这是正确的吗?–在定义偏移0.050以前,初始间隙为1.0567e-3(幻灯片12).0.05-1.0567e-3=4.8943e-2因此,已经引入了正确的偏移量•再次求解…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-20WorkshopSupplement•高亮显示SolutionInformation并切换SolutionOutput为‘ForceConvergence’–接触偏移导致了更多的迭代,但仍比较容易得收敛…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-21WorkshopSupplement•接触压力后处理–由于初始抵触,集中在软化水道壁最大压力大约为500Mpa，并在整个加载历史中保持.…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-22WorkshopSupplement•注意放大接触区域,在预期中抵触区域会出现小的间隙.–这是预料中的，因为偏移是对接触探测点位置的刚性数学调整.–这强调了对非常小的调整使用界面处理工具的重要性.Rigidregion…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-23WorkshopSupplement•高亮显示Solution–右击InsertProbeForceReaction–在Detailsof“ForceReaction”中设置..•LocationMethod=ContactRegion•ContactRegion=Frictionless-HousingToNozzletip–右击EvaluateResults…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-24WorkshopSupplement•如预料,三个载荷步的预加载接近常数…作业4A:接触界面处理WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS4A-25WorkshopSupplement•LS2等效应力的后处理.–应力最高点高于尖端材料的实际屈服强度.–产生了局部屈服，可能要减小预载荷.…作业4A:接触界面处理