[ANSYS] ANSYS接触分析——两悬臂梁亲密触碰

JUMU实名认证 发表于 2019-03-28 22:47 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
在某些情况下,物体之间刚开始并没有接触,但是随着物体变形的增大,物体之间发生了接触,下面以某悬挑的两根梁为例,简要模拟该过程。
如图所示的两根悬臂梁,材料为钢材,长度均为0.4m,截面尺寸均为50mmX20mm,两根梁沿高度方向在中间有10mm的间隙,上根梁顶部承受均布荷载P,随着荷载P的逐渐增大,上部梁变形增加,当超过中间间隙时,会与下部梁接触进而一起发生变形,结构的受力体系发生变化。
W55p0nSNApASR84R.jpg


采用ANSYS模拟该过程,实体单元Solid186模拟梁体,Conta174和Targe170单元模拟接触,并且不考虑在该过程中的摩擦作用,以及结构自重的影响。
在该问题的建模过程中,需要注意的事项如下:

1) 为减少计算量,可以估计出接触的区域,然后通过工作平面切分,在接触区域适当加密网格,在非接触区域可稍微增大网格尺寸。

2)接触刚度的设置。接触单元默认的接触刚度一般来讲适用于大多数的情况,但本问题明显存在弯曲大变形,此时默认的接触刚度并不一定适用,可以设置较小的接触刚度帮助收敛,但同时也可能因为较大的侵入而不收敛,设置单元选项Keyopt(10)=1,在每一迭代中更新接触刚度。

命令流如下:

finish

/clear
/prep7
b=50
h=20
l=400
dt=10
et,1,solid186
et,2,conta174
et,3,targe170
keyopt,2,10,1
r,1
r,2
rmodif,2,3,0.01
mp,ex,1,2.1e5
mp,prxy,1,0.3
blc4,,,b,h,l
vgen,2,1,,,0,h+dt,0.8*l
wpoff,,,0.7*l
vsbw,all
wpoff,,,0.4*l
vsbw,all
wpcsys,-1
vatt,1,1,1
esize,5
mshkey,1
vmesh,all
nsel,s,loc,z,0.8*l,1.2*l
nsel,r,loc,y,h+dt
type,2
real,2
esurf
nsel,s,loc,z,0.7*l,l
nsel,r,loc,y,h
type,3
esurf
nsel,all
asel,s,loc,z,0
asel,a,loc,z,1.8*l
da,all,all
asel,s,loc,y,2*h+dt
sfa,all,1,pres,1.0
allsel,all
/solu
nlgeom,on
outres,all,all
nsubst,20
!pred,off
time,1
solve
/post1
plnsol,u,y
plnsol,s,z
!求接触合力
esel,s,type,,2
etable,fxi,nmisc,43
etable,fyi,nmisc,44
etable,fzi,nmisc,45
ssum
结构各个时刻的位移云图如下:
time=0.05s
bqpqUO022pPYPU83.jpg


time=0.175s
gWG1ww3NvZ84na86.jpg


time=0.2875
f63qw3QEqzQ13rY6.jpg


time=0.4563
F0TFXXmeZChxT2ZV.jpg


time=1s
FGYJUkZ7SZULuYZ8.jpg


最终时刻的接触合力为:
b89zkI7d74DLW7WI.jpg


结构中点竖向位移随时间的变化关系:

qkmq3eIZIs8Is0io.jpg


结构应力动画如下所示:
VXdNjshnYZYPnzGu.jpg

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