【讨论】这道接触分析的问题如何下手

guozhanshe

   昨天导师给了一个接触分析方面的课题（图形见附件），简化模型具体如下：有两个器件，一个是卡簧，另一个是套筒。卡簧的外径大于套筒的内径，现在我想把卡簧压紧后塞进套筒内部，塞进后在卡簧内径上施加一个均布压力，计算此时卡簧和套筒内部接触处的压力。我知道这是一道接触问题。但是不知道如何下手（包括建模）。因为其中还涉及到一个预紧的问题。麻烦各位高手指点一下，教教兄弟如何下手。
               刚学真难！！！！总是下不去手。
  guozhanshe@sing.com
                                                不胜感激

yiby

《液压联轴器外套自紧身有限元分析》
陈奇. 刘志刚. 张文平
哈尔滨工程大学动力与核能工程学院. 哈尔滨工程大学动力与核能工程学院 黑龙江哈尔滨　150001
  
【摘要】为了提高船用液压联轴器的载承能力,需对联轴器外套进行自紧身处理.基于非线性有限元软件ANSYS对液压联轴器的外套自紧、过盈装配过程进行了有限元的仿真计算,提出单元生死法和降温升温法解决外套自紧身及过盈装配过程复杂的非线性问题.结合船军标?170液压联轴器进行了平面应变和空间轴对称的有限元计算,并分析了不同自紧压力对联轴器的过盈量及接触压力的影响,得到了联轴器在装配过程中的实际应力分布.结果表明:外套采取自紧身处理后可较大提高联轴器承载能力,采用所提出的两种方法进行有限元分析是有效的.

yiby

《大型整体壁板多层预紧挤压筒装配应力有限元分析》
王匀. 刘全坤. 王雷刚
燕山大学机械工程学院. 合肥工业大学材料科学与工程学院. 合肥工业大学材料科学与工程学院 河北秦皇岛066001 . 安徽合肥230009
  
【摘要】大型铝型材整体壁板一般在大型挤压机上采用圆挤压筒进行挤压,为了提高圆挤压筒的强度,需要采用多层预紧组合式挤压筒,利用ANSYS有限元软件建立了两层套和三层套挤压筒的有限元模型,并利用接触单元法,将配合面拟合为接触面,对装配应力进行了比较分析,为多层套挤压筒设计提供了依据。

yiby

希望对你有所启发！
另外，在ANSYS非线性分析-接触分析中文手册里面，有一个卡头-卡座插拔的例子，也可参祥参祥！

yiby

该例子具体如下：（此例子出自ANSYS接触分析中文手册，重复之处，希望斑竹不要责怪！）
  
    对一个弹簧卡子进行接触分析，计算将卡头压进卡座和拉出卡座所需要的力。
    问题描述：
    此问题属于需要输入厚度的平面应力问题，卡头和卡座的底板被认为是刚性的，因此在建模时不以考虑。
    由于模型和载荷都是对称的，因此可用模型的右半部来进行计算。求解通过二个载荷步实现。
    问题详细说明：
材料性质：
EX=2.8e3  (杨氏模量）
NUXY=0.3（泊松比）
MU=0.2    (摩擦系数)

yiby

问题描述图：

yiby

GUI求解步骤：
步骤一：建立计算所需要的模型。
在这一步中，建立计算分析所需要的模型，包括定义单元类型，划分网格，给定边界条件。并将数据库文件保存为“exercise3.db”。 在此，对这一步的过程不作详细叙述。
步骤二：恢复数据库文件“exercise3.db”
       选择菜单路径 Utility Menu>File>Resume from
步骤三：定义接触单元的材料特性。
1、选择菜单路径Main Menu&gtreprocessor>Matersal Props>-Constant-Isotropic.   
    Isotropic Matersal Properties (各向同性材料性质）对话框出现。
2、指定材料号为3，单击OK。另一个Isotropic Material Properties对话框出现。
3、对摩擦系数（MU）键入0.2   。
4、单击OK。
步骤四：定义接触单元的实常数。
1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Real Constants。实常数对话框出现。.
2、单击“Add”，下一级对话框出现。
3¡¢  移动滚动条，使之指向“CONTAC48”，然后单击“OK”。出现下一级
  对话框。   
4、在实常数号的输入框中键入3，在法向刚度的输入框中键入6e3，然后单击  
   “Apply”。
5、在实常数号的输入框中键入4，在法向刚度的输入框中键入6e3。
6、单击OK。
步骤五：为了建立接触单元创建四个结点组元。
1、将线号为9和17的线上的结点定义成组元“snapins”
2、将线号为3的线上的结点定义成组元“snapprg”
3、将线号为8的线上的结点定义成组元“pullins”
4¡¢  将线号为2的线上的结点定义成组元“pullprg”
步骤五：建立接触单元。
1¡¢  设置适当的单元类型，材料号和实常数号。
2¡¢  在插入时接触的两个面之间生成对称接触单元。
3¡¢  为了在拉出时接触的两个面之间生成接触单元，将实常数号变为4。
4¡¢  在拉出时接触的两个面之间生成对称接触单元。
步骤六：进入求解器
    选择菜单路径Main Menu>Solution。
   步骤七：打开预测器，设置输出控制。
1、选择菜单路径Main menu>solution-Load Set Opts-Nonlinear>Predictor。
2、将predictor的状态设置为“ON”。
3、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options- Output Ctrls>              
     DB/Results File. Coutrols for Database and Results File Writing (对数据库和   
     结果文件写入的控制）对话框出现。
4、单击“Every substep”且选中它。
步骤八：设置载荷步选项。
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options-   
    Time/Frequenc>time&Substep。 Time&Substep Option(时间和   
    时间步选项）对话框出现。
2、对Number of substeps (子步数）键入10。
3、单击automatic time stepping option（自动时间步长选项）使之为  
ON，然后单击OK。
4¡¢  将最大的子步数设置为100，将最小的子步数设置为5。
步骤九：加载。
给Y=60的所有结点施加一UY=-30的位移。
步骤十：求解。
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。
2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。
3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框中的OK开始求解。
步骤十一：对第二个载荷步加载。
1¡¢  给Y=60的所有结点施加一UY=-27的位移。即以第一个载荷步的计算结果 为基础，将卡头上拉3个单位。
2、激活线性搜索。
  
步骤十二：求解第二个载荷步。
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。
2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。
3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框中的OK开始求解。
5、在“LSNUM”的输入框中键入4
  步骤十四：进行后处理。
在这一步中，可以进行所想要的后处理，在此不进行详述。

yiby

命令流方式：
  
fini
/cle
/prep7
/title,plastic snap-fit connector
  
et,1,42,,,3
et,2,42,,,3
mp,ex,1,2.8e3
r,1,5
et,3,48,,,1
k,1,10
k,2,20
k,3,15,18.5
k,4,10,20
k,5,12.5,30
k,6,20,30
  
l,1,3
l,3,4
l,4,5
l,5,6
l,6,2
l,2,1
al,all
  
lgen,2,1,3,1
k,11,5
k,12,5,30
l,11,7
l,11,12
l,12,10
lsla,s
lsel,invert
al,all
lsel,all
rectng,0,15,0,10
asba,2,3
  
agen,2,4,,,0,30,0,,0,1
asel,s,,,4
aatt,1,1,2
asel,all
  
esize,4
amesh,all
fini
/solution
nsel,s,loc,y,0
d,all,all
nsel,s,loc,y,60
d,all,uy
nsel,r,loc,x,5
d,all,ux
nsel,all
fini
save,exercise3             ! 生成exercise3.db
  
/prep7
mp,mu,3,0.2
r,3,6e3
r,4,6e3
  
lsel,s,,,9
lsel,a,,,19
nsll,s,1
cm,snapins,node
lsel,s,,,3
nsll,s,1
cm,snapprg,node
lsel,s,,,8
nsll,s,1
cm,pullins,node
lsel,s,,,2
nsll,s,1
cm,pullprg,node
lsel,all
nsel,all
type,3
mat,3,real,3
gcgen,snapins,snapprg
gcgen,snapprg,snapins
  
real,4
gcgen,pullins,pullprg
gcgen,pullprg,pullins
  
fini
  
/solu
pred,on
autot,on
nsubst,10,100,5
outres,all,all
  
nsel,s,loc,y,60
d,all,uy,-30
nsel,all
solve
  
nsel,s,loc,y,60
d,all,uy,-27
nsel,all
lnsr,on
solv
fini
  
/post1
set,list
set,,,,,0.8
esel,s,type,,3
etable,st,nmisc,1
etable,gap,nmisc,3
etable,length,nmisc,4
esel,s,stab,st,1,2
esort,etab,gap,1
pretab
esel,all
/dscal,,1
/plops,minm,0
/edge,,1
esel,u,type,,3
set,first
pldi
/user
set,,,,,0.8
plns,s,eqv
/cont,,,user
fini
  
/posr26
nsol,2,44,u,y,disp
rfor,3,44,f,y
rfor,4,59,f,y
rfor,5,56,f,y
add,6,3,4,5,force
add,2,2,,,,,,,-1
xvar,2
plva,6
fini

yiby

《有限元分析软件在过盈配合联接安全核算中的应用》
韦念龙. 邓群. 周晔. 尹玉波
中国地质大学机电系. 中国地质大学机电系 武汉430074
  
【摘要】ANSYS有限元分析软件正在被广泛应用于机械行业、岩土工程、电磁场分析、热力学分析以及流体力学等各个领域 ,由于其分析速度快、精度高、使用方便而成为当前国际有限元分析的主流软件。本文以标准直齿圆柱齿轮和轴的过盈配合为例 ,说明了 ANSYS有限元分析软件在过盈配合联接安全核算中是可以适用的。文中对过盈配合联接中有限元分析力学模型的建立、单元型式的选取、分网精度的确定以及加载方式等 ,提出了自己的见解 ,并对部分后处理结果进行了简要分析

yiby

《水力测功器转子装配过程仿真分析》
黎明发. 顾伯达
武汉理工大学理学院. 武汉理工大学理学院 湖北武汉430070
  
【摘要】用ANSYS分析软件对水力测功器转子的装配过程进行了仿真研究 ,探讨了空间复杂几何体的建模方案。根据转子的装配过盈量 ,分析了转子装配时需要的加热温度以及转子装配好以后在转子中所产生的应力 ,同时还考虑到转子内圆键槽的不同设计方案 ,又分多种工况进行了分析计算 ,解决了在不同过盈配合下转子安装时所需的加热温度值以及最佳过盈配合方式 。

yiby

《带式输送机改向滚筒有限元分析》
王国强. 王继新 . 杨景溢 . 杨好志
吉林大学南岭校区机械科学与工程学院. 沈阳矿山机械集团. 沈阳矿山机械集团 邮编:130025长春市人民大街142号
  
【摘要】建立了轴和轮毂过盈配合的带式输送机改向滚筒的有限元模型,基于国际通用有限元分析软件ANSYS分析了过盈配合产生的预应力,以及在工作载荷作用下改向滚筒的应力及变形,讨论了滚筒的结构参数对滚筒应力和轴最大挠度的影响。

yiby

《大传动比牵引驱动增速刀柄接触部件有限元分析》
任宏杰. 于惠力. 冯新敏. 李培昌. 李鲁
哈尔滨理工大学机械动力工程学院. 哈尔滨理工大学机械动力工程学院 黑龙江 哈尔滨 150080
  
【摘要】针对开发的大传动比牵引驱动增速机构设计,利用国际通用有限元分析软件(ANSYS),对牵引驱动增速刀柄的接触部件进行了有限元分析,确定了过盈配合的合理过盈量,为结构的优化设计及制造提供了理论依据。

yiby

《接触分析在机车车辆零部件设计中的应用》
刘云. 王文静. 谢基龙
北京交通大学机械与电子控制工程学院. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京100044  
  
【摘要】采用大型有限元分析软件ANSYS对动力分散式客车转向架导柱的接触应力状态进行了有限元仿真,分别分析了预紧力和配合过盈量对接触应力的影响.分析表明导柱的最大接触应力随着预紧力的增加而几乎成线性增加,导柱在配合部位的接触应力随着配合过盈量的增加不但其值增加,而且最大接触应力点的位置也相应改变,这对于改进导柱的设计,提高导柱的寿命,具有实际参考意义.

yiby

你的问题应该与预紧、过盈相关的一种接触分析，希望这些对你有启发作用！没法更深入了解你课题相关问题的具体描述，只能提供这些信息了。祝你好运！

guozhanshe

    课题是这样的：在在内部是一个空心圆筒，可以装一些要运送的材料，在其外开了一个槽，槽内安装了一个卡簧，卡簧外径与最外面的套筒内径相接触，为保证紧密连接，装配前卡簧外径尺寸要比最外面的套筒内径大一些，计算装配后卡簧外径与套筒内径的接触应力（在卡簧内表面还有一个均布的周向压力）。另外，要在卡簧侧面施加一定的压力，使得卡簧能与内部周一起相对于最外面套筒产生相对运动，为使得能产生相对运动，驱动力要大于摩擦力，即在一定的驱动力下对卡簧尺寸优化，使其能产生轴向运动。         
我有如下几个问题：
1 卡环外径大于套筒内径，如何建模
2 能不能先把卡簧单独拿出来分析他被压到与套筒内径相同时计算其周向反作 用力，然后再把此反作用力作为预紧力施加到套筒内壁。
3 如何把分析出来的反作用力结果作为接触分析的载荷施加到接触分析中去了。
4 卡簧周向要产生变形，这个轴向约束如何加？
麻烦老兄给我指点一下，不胜感激

foransys

yiby老兄提供了很多精彩了例子，加5分鼓励。
  
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ansysanfanger

整体壁板多层预紧挤压筒装配应力有限元分析

dengbin_ren

做出来加几分啊

manhong82

我是个新手,刚刚学ANSYS ,希望各位高手多多指点!

djx00

关注中！！！！！！！！！！！！！！！！！！