ansys命令流学习笔记3-solid单元的接触分析.pdf

!ANSYS命令流学习笔记 3-Solid 单元的接触分析 背景说明：两个半径均为 100mm，的正交圆柱体发生正接触，作用在两圆柱接触体法线 方向上的压力总和 1000N，两圆柱体均为钢制分析两圆柱的接触情况。 分析思路：对模型进行对称约束，施加载荷后要进行节点自由度耦合，使加载面的所有 节点能在承载后具有相同的 Y 方向位移，并且在变形后仍然保持为水平平面。 总结： 1. 如果不进行节点耦合，结构变形会产生刚性位移，造成不收敛。但是节点耦合造成 了变形不符合实际情况，即忽略了施力面的泊松比造成的影响。 2. 由面网格生成体网格，几何只有面，有限元模型是体，需要定义网格单元，定义拉 伸的目标单元，对拉伸选项做出设置。 3. 接触部分的细分十分重要，也是收敛的影响因素。 可以把下列文字，直接粘贴到 TXT 文档修改，更为方便。 ! 本次学习重点： !1、命令流的复杂建模 !重点学习下建模。因为前处理尽可能用 WB ，所以这里也是规则模型。还是太不好用了。 我选择狗带。 !2、接触的定义。 !Ansys 依据实常数识别接触对，接触对要具有同样的实常数定义。而且命令流是根据选 择的单元来定义接触单元。GUI 操作，也不麻烦。 !3、分析步数的设定 !非线性分析时步数设置，线性搜索，自动步长，定义子步。 !求解解析解 finish /clear f=1000 e=200 r=100 !命令不区分大小写，参数也不区分大小写。 p=2.45*(f*e**2*((r+r)/(r*r))**2)**(1/3) !接触应力的解析解 61.73，有限元法结果 59.9MPa !正式分析命令流 finish /clear /prep7 !进入前处理 et,1,solid185 et,2,mesh200 keyopt,2,1,6 !查看 help 中关于 mesh200 和 keyopt 的解释，KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALUE 。此处意思为定义了 mesh(2)为 4 nodes 的四边形单元(1,6)。 mp,ex,1,2e11 mp,prxy,1,0.3 !定义 et 1 的材料属性，Elastic moduli 和 Poisson's ratios，（lab，mat， co ） !lab 这里是系统规定的，输出结果表格时 lab 是可以自定义的。 cyl4, , , 100, , ,90 !在原点，创建一个 r100 的 1/4 圆面 cyl4, ,200,100, , ,-90 !在(0,200)，创建一个 r100 的 1/4 圆面 wpoff,10 !workplane 向X 移动 10 wprota, , ,90 !workplane 绕 Y 轴旋转 90 度 asbw,all !用 workplane 切分面 esize,10,0 !定义线的网格尺寸 10，这里0 表示均分，定义了尺寸后，此值无意义 mshape,0,2D !划分为四边形的 2D 网格 mshkey,0 ! 自由划分 amesh,all !划分面网格 ksel,s, , ,2 !选择关键点 2 ksel,a, , ,4 !再选关键点 4 ，这时候选了 KP2 和 4 krefine,all, , ,3 !关键点 2 和 4 处细化，细化等级为 3 CSYS,5 !转化坐标系，Y 轴为旋转轴的圆柱坐标系。特烦坐标系换来换去的 asel,s, , ,4,6,2 !选择 4 、6 两个面 agen, ,all, , , ,90, , , ,1 ! 面 2 和 4 绕 Y 旋转 90 度。gen 表示 generate,CSYS0 下就是平移 CSYS,0 !转换坐标系为 cartesian 坐标系 asel,s, , ,4,6,2 !选择 4 、6 两个面 arsym,z,all, , , ,0,0 !对称生成面，xy 平面对称，0,0 是保留原面，保留网格信息 asel,s, , ,3,5,2 !选择 3、5 两个面 arsym,x,all, , , ,0,0