ansys实例-正确地模拟过盈配合

过盈配合在机械产品的装配中使用的相当普遍。比如轴与轴承、轴与轴瓦、汽车的制动盘等，都是通过一定的过盈量来使两个装配部件紧密地连接起来。

下面讨论如何在ANSYS 中正确地模拟过盈配合。

过盈配合在有限元分析中是一种典型的非线性接触行为。在有限元分析中设定了接触，从本质上来讲就是对相互接触的两个部件施加了某种约束，不同的接触算法对于接触约束的处理方法有所不同。接触约束的理论算法的选择，在ANSYS 中是通过设置contact 单元的KEOPT(2) 选项来实现的。

在ANSYS 中目前主要有5 种接触约束算法：

KEYOPT(2)=0 Augmented Lagrangian - 加强的拉格朗日算法，这是ANSYS 的缺省选择；

KEYOPT(2)=1 Penalty function - 罚函算法；

KEYOPT(2)=2 Multipoint constraint (MPC) - 多点约束算法；

KEYOPT(2)=3 Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent -

接触法向采用拉格朗日乘子，接触切向采用罚函数的综合算法。

KEYOPT(2)=4 Pure Lagrange multiplier on contact normal

and tangent - 法向和切向均采用拉格朗日乘子算法。

各种不同的约束算法各有其优缺点，各有各自最适用的场合，具体情况需要具体对待。大部分情况下，默认选择KEYOPT(2)=0 就够用了。

过盈配合所致的接触分析的难点在于如何确定初始接触状态。初始

接触状态设置得不对，会导致错误的计算结果或者不准确的计算结果，下面举两个例子来说明。ANSYS仿真计算代做：模态分析，瞬态动力学，谐响应分析和谱分析、械结构的疲劳、损伤，CFD流体；结构的强度评估和优化；企鹅：690294845

例1．两个圆柱体在几何上是刚好接触，划分网格后有限元模型有间隙。如图1 所示。

这两个圆柱体，在几何上是刚好相切的，即处于几何上刚好接触的初始状态。划分网格后，由于在圆周上用小段直线代替了弧线，两个圆柱体之间产生了一定的间隙，两个圆柱体的有限元模型的初始状态不再是接触的。此时，如果接触参数设置不当，就会因为初始约束不足，圆柱体出现刚体位移，得到错误的结果。

(说明：例1 本来与设置过盈量是无关的，为了说明初始接触状态的重要性顺带说说。)

例2．有的人把两个接触部件的几何位置设定一定的过盈量，想用这个过盈量来模拟过盈配合，这种做法是错误的，几何上的过盈量不等于划分网格后有限元模型的实际过盈量。

下面的图2 中，是一个孔类零件和一个轴类零件的截面图，轴和孔在几何位置上预设了过盈量。(内圈的红色圆是孔边界，外圈的蓝色圆是轴边界，轴和孔在几何上是相互侵入的)。

在几何上，图2 的轴和孔有一定的过盈配合量，其大小等于两个圆的半径之差，我们的本意是想用这个几何位置上的过盈量来模拟过盈配合。

不幸的是，两个部件划分网格之后，实际的过盈量应该为单元之间的距离，即图中靠得比较近的两条线段之间的距离，显然，这个距离不再等于我们预先设置的过盈量了。更何况，上面这个图还是两个部件的网格对得比较整齐的情况，如果网格对得不整齐，过盈量就和我们预设的差得更远了。对于过盈配合来讲，过盈量的数值变化对于过盈产生的应力的影响是很大的。

在ANSYS 中，要正确的设置过盈配合，主要分3 步：

第一步：设置KEYOPT(9) = 4

KEYOPT(9) 的默认值为0，意思是既考虑两个接触部件由于初始几何位置造成的初始侵入量(或者间隙)，同时也考虑CNOF 参数设置的偏移量。意即接触部件的初始接触状态是由CNOF 和初始侵入量(或间隙) 共同决定的。在这种情况下，两个接触部件的初始几何位置对初始接触状态是有影响的，这对于准确设置过盈量是很不利的。(前面例2 已经说明了通过几何位置设置初始过盈量是不准确的)。

在设置了KEOPT(9) = 4 之后，程序在计算初始接触状态的时候就只考虑CNOF 的设置值，不考虑接触部件的几何位置造成的侵入或间隙，而且过盈量是以ramp 方式施加的。(ramp 施加方式即逐步施加)。

第二步：通过设置Icont 实常数

划分网格后，通常情况下，Target surface 和contact surface 上的单元之间会有间隙或者过盈量，如果间隙或者过盈量在Icont 设定误差范围内，间隙或者过盈量会被消除掉，程序会使contact surface 和target surface 上的单元处于刚好接触的状态。这个值的的具体设置可以参见帮助文档，本文中设置为0.2。

第三步：通过设置实常数CNOF 来设置过盈量

在第二步中，通过Icont 的设置，已经使得Contact surface 上的单元和Target surface 上面的单元处于刚好接触的位置了，此时再设置CNOF，CNOF 的值就是过盈量。(CNOF 的本意并不是过盈量，只是在有了前面的设定后，它的值就是我们所要的过盈量，其具体含义请参考ANSYS 的帮助文档)。

下面这个例子实际上是一本ANSYS 书上的一个例子，这个例子的PDF 版本在网上流传甚广，但是原书上的分析结果是错误的，具体错误之处，将在后面提及。

例3.一个简单的轴和带孔圆盘的过盈配合的实例。

圆盘的基本尺寸为：

内径Rpin = 35 mm (原书中此值为34 mm)，外径Rpout = 100 mm，盘高Hp = 25mm；

轴的基本尺寸为：

内径Rain = 25 mm，外径Raout = 35 mm，轴长La = 150 mm。

（原书中圆盘孔内径为Rpin ＝34 mm，和轴在几何上形成1 mm 的过盈量。

由于结构是完全轴对称的，故可只取四分之一模型分析之。

本例分析中，取过盈量f = 0.01 mm，而且本例仅仅计算由于过盈配合所产生的应力。按照本例各个物理量所取的单位，最终的计算结果中，应力单位应该为MPa;

完整的命令流如下：

Finish

/clear,start

/TITLE,Contact analysis with initial interference

/PREP7

! 带孔圆盘的基本尺寸；

Rpin=35

Rpout=100

Hp=25

! 轴的基本尺寸；

Rain=25

Raout=35

La=150

! 过盈量f;

f=0.01

! 实体的单元类型为带中间节点的2阶六面体单元；

ET,1,solid186

MP,EX,1,2.1E5 ! 弹性模量；

MP,PRXY,1,0.3 ! poisson系数；

! 生成带孔圆盘的1/4实体模型；

CYL4,0,0,Raout,0,Rpout,90,Hp

! 轴的1/4 实体模型；

CYL4,0,0,Rain,0,Raout,90,La

! 把轴的位置沿着轴向移动一段距离；

VGEN, ,2, , , , ,-10, , ,1

!

!

!

!************对实体划分网格****************************

!*

LESIZE,17, , ,15, , , , ,1

LESIZE,19, , ,15, , , , ,1

!*

LESIZE,18, , ,2, , , , ,1

LESIZE,20, , ,2, , , , ,1

!*

LESIZE,22, , ,20, , , , ,1

!*

LESIZE,5, , ,10, , , , ,1

LESIZE,7, , ,10, , , , ,1

!*

LESIZE,6, , ,8, , , , ,1

LESIZE,8, , ,8, , , , ,1

!*

LESIZE,10, , ,3, , , , ,1

!*

VSWEEP,ALL

!*************网格划分完毕**********************************

!

!

/COM, CONTACT PAIR CREATION - START

MP,MU,1,0.2

MAT,1

R,3

REAL,3

ET,2,170

ET,3,174

R,3,,,0.2,0.2,0.9,0 ! Icont 系数设置为

0.2;

! 设置过盈量为f;

RMORE,,,1.0E20,f,1.0,0

RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0

RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0

KEYOPT,3,4,0

KEYOPT,3,5,0

NROPT,UNSYM

KEYOPT,3,7,0

KEYOPT,3,8,0

!KEYOPT(9)=4;

! 不考虑初始几何位置造成的过盈或者间隙， ! 只考虑CNOF 参数设置的值，即过盈量。 KEYOPT,3,9,4

KEYOPT,3,10,2

KEYOPT,3,11,0

KEYOPT,3,12,0

KEYOPT,3,2,0

KEYOPT,2,5,0

! Generate the target surface

ASEL,S,,,4

CM,_TARGET,AREA

TYPE,2

NSLA,S,1

ESLN,S,0

ESLL,U

ESEL,U,ENAME,,188,189

ESURF

CMSEL,S,_ELEMCM

! Generate the contact surface

ASEL,S,,,9

CM,_CONTACT,AREA

TYPE,3

NSLA,S,1

ESLN,S,0

ESURF

ALLSEL

ESEL,ALL

ESEL,S,TYPE,,2

ESEL,A,TYPE,,3

ESEL,R,REAL,,3

/PSYMB,ESYS,1

/PNUM,TYPE,1

/NUM,1

EPLOT

ESEL,ALL

/COM, CONTACT PAIR CREATION - END

FINISH

/SOL

FLST,2,4,5,ORDE,4

FITEM,2,5

FITEM,2,-6

FITEM,2,11

FITEM,2,-12

DA,P51X,SYMM ! 设置对称约束；

FLST,2,1,5,ORDE,1

FITEM,2,3

/GO

DA,P51X,ALL,

!*

ANTYPE,0

NLGEOM,1 ! 必须打开大变形效应；

NSUBST,1,0,0

AUTOTS,0

TIME,100

/STATUS,SOLU

SOLVE

FINISH

/POST1

SET,1,LAST,1,

PLNSOL,s,eqv ! 查看单元的Von Mises

stress;

esel,s,ename,,174

PLNSOL, CONT,PRES, 0,1.0 ! 在contact 单元上查看contact

pressure;

SAVE

计算结果：

说明：修改f 值即可修改过盈量。如果过盈量设置的过大，接触部件可能会产生塑性变形，如果要考虑塑性变形，则应该修改材料属性定义为塑性材料。

基于ANSYS Workbench对圆柱面过盈配合接触应力的研究

基于ANSYS Workbench对圆柱面过盈配合接触应力的研 究 李亚洲;汤易升;陈炜;张西正 【摘要】利用有限元分析软件ANSYS Workbench,模拟空心轴与包容件的过盈配合过程,通过改变单一因素的实验方法,分析圆柱面过盈配合中接触应力分布情况和各个因素的关系.本文分析了过盈量、包容件外径、接触宽度、轴向拉力和压力的影响因素.对实验结果进行分析得出如下结论:轴和包容件的接触区域的最高等效应力区,受到边缘效应的影响,最高应力集中区出现在端部边缘处.包容件在靠近边缘的中间部位出现低应力区域.空心轴表面的应力值呈现出从一端到另端逐渐增加的现象.%Using finite element analysis software ANSYS Workbench,the simulation of the hollow shaft and containing a process,by changing the single factor experiment method,analysis of interference fit of cylinder is contact stress distribution and the relationship between the factors.The interference are analyzed in this paper,the quantity,inclusive a diameter,contact width,the influence factors of axial tension and stress.Analysis of experimental results the following conclusions:shaft and tolerance of contact area of the maximum equivalent stress area,under the influence of edge effect,high stress,high in the end edge.Containing a appears near the edge of the middle low stress area.On the surface of the hollow shaft stress value present a growing phenomenon from one end to the other end. 【期刊名称】《天津理工大学学报》

ANSYS接触实例分析

1．实例描述 一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3. 由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。 （1）要得到过盈配合的应力。 （2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。 2．问题分析 由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。 进行该分析，需要两个载荷步： 第一个载荷步，过盈配合。求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。 第二个载荷步，拔出分析。往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。打开自动时间步长以保证求解收敛。在后处理中每10个载荷子步读一个结果。 本篇先谈第一个载荷步的计算。下篇再谈第二个载荷步的计算。

3．读入几何体 首先打开ANSYS APDL 然后读入已经做好的几何体。 从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框 找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的） \Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp 【OK】后，四分之一几何模型被导入。

4．定义单元类型 只定义实体单元的类型SOLID185。至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。 5．定义材料属性 只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.3 6．划分网格 打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数 然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，

(完整版)ANSYS模态分析实例和详细过程

均匀直杆的子空间法模态分析 1.模态分析的定义及其应用 模态分析用于确定设计结构或机器部件的振动特性(固有频率和振型)，即结构的固有频率和振型，它们是承受动态载荷结构设计中的重要参数。同时，也可以作为其它动力学分析问题的起点，例如瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析，其中模态分析也是进行谱分析或模态叠加法谐响应分析或瞬态动力学分析所必需的前期分析过程。 ANSYS的模态分析可以对有预应力的结构进行模态分析和循环对称结构模态分析。前者有旋转的涡轮叶片等的模态分析，后者则允许在建立一部分循环对称结构的模型来完成对整个结构的模态分析。 ANSYS提供的模态提取方法有:子空间法(subspace)、分块法(block lancets),缩减法(reduced/householder)、动态提取法(power dynamics)、非对称法(unsymmetric),阻尼法(damped), QR阻尼法(QR damped)等，大多数分析都可使用子空间法、分块法、缩减法。 ANSYS的模态分析是线形分析，任何非线性特性，例如塑性、接触单元等，即使被定义了也将被忽略。 2.模态分析操作过程 一个典型的模态分析过程主要包括建模、模态求解、扩展模态以及观察结果四个步骤。 (1).建模 模态分析的建模过程与其他分析类型的建模过程是类似的，主要包括定义单元类型、单元实常数、材料性质、建立几何模型以及划分有限元网格等基本步骤。 (2).施加载荷和求解 包括指定分析类型、指定分析选项、施加约束、设置载荷选项，并进行固有频率的求解等。 指定分析类型，Main Menu- Solution-Analysis Type-New Analysis,选择Modal。 指定分析选项，Main Menu-Solution-Analysis Type-Analysis Options，选择MODOPT(模态提取方法〕，设置模态提取数量MXPAND. 定义主自由度，仅缩减法使用。 施加约束，Main Menu-Solution-Define Loads-Apply-Structural-Displacement。 求解，Main Menu-Solution-Solve-Current LS。 (3).扩展模态 如果要在POSTI中观察结果，必须先扩展模态，即将振型写入结果文件。过程包括重新进入求解器、激话扩展处理及其选项、指定载荷步选项、扩展处理等。 激活扩展处理及其选项，Main Menu-Solution-Load Step Opts-Expansionpass-Single Expand-Expand modes。 指定载荷步选项。 扩展处理，Main Menu-solution-Solve-Current LS。 注意:扩展模态可以如前述办法单独进行，也可以在施加载荷和求解阶段同时进行。本例即采用了后面的方法 (4).查看结果 模态分析的结果包括结构的频率、振型、相对应力和力等

过盈配合的有限元分析

过盈配合的有限元分析 工程力学系 张晨朝 20803001 过盈配合的有限元分析 摘要: 在工程应用中,利用接触有限元法建立了内轴与外套过盈配合的有限元力学模型来判断结构设计是否符合要求。针对内轴和外套的过盈配合状态，采用大型通用有限元ANSYS 软件对组合模具进行了有限元分析, 得出了内轴与外套在过盈配合状态下的应力分布规律及接触面压力分布状况, 找到了应力集中位置和大小。结论说明结构配合尺寸设计没有使结构产生变形, 该结构完全符合产品的设计要求。

关键词: 过盈配合; ANSYS Abstract : In the project application, in order to judge whether the structural design meets the requirement, the finite element and mechanical model of the interference joint between inside lining and outside wrap is established by used contact -finite- element methods. Aimed at condition of the interference joint between inside lining and outside wrap, we carry on the finite element analysis based on ANSYS and attain the stress distribution in interference joint; the pressure distribution in contact face and the location and the size of stress concentration. It is concluded that the structure interference joint size of combined die do not make the mold have distortion and the combined die completely meets the product design requirement. Key words : interference joint; ANSYS 1 引言 过盈配合[1]是机械工业中一种常见的零部件组装方式,齿轮、轴承以及火车车轮等与其装配轴之间的配合大多采用过盈配合。在工作外载荷作用下, 能产生足够的摩擦力,以保证配合件之间不发生任何相对的滑动, 同时接触应力又不过大, 装配件能正常工作。因此, 研究配合面之间的接触应力分布规律是十分重要的。机械设备中常用到轴与孔的配合[2]，为保护机体〔如机架、箱体等〕在设备运转中不受磨损,通常压装轴套, 由轴套与轴配合。设备运转[3] 一定周期轴套磨损后更换轴套即可恢复轴孔原尺寸。轴套的外径与机体通常采用静配合, 而轴套内径那么与轴保持不同精度的动配合。在机械设计中一般都只标出轴套内外径的尺寸及公差，以此来保证装配后形成要求的配合。由于轴套与机体⑷采用过盈配合，其过盈量〔D〕形成轴套与机体的装配应力, 在这种装配应力的作用下, 轴套内径将产生一定的收缩量〔△〕, 显然, 轴套的收缩量〔△〕与轴套压入机体时的过盈量〔D〕密切相关，也与轴套和机体的几何尺寸，即两者的壁厚系数及各自材料性能相关。由于轴套的内孔收缩改变了原来的尺寸, 也就改变了 内孔与轴的配合关系, 以致达不到原来的设计要求, 容易出现间隙过小, 有时甚至试车温度升高而抱轴, 严重时会出现轴孔小于轴而不能装配的现象。 2 轴套装配收缩量的理论计算 工程力学中, 一般将外径与内径之比值之大于1. 1的圆筒视为厚壁圆筒, 其比值为壁厚 系数。在机械零件中，前述机体件之比值分布在1.1〜1.5,均属厚壁圆筒，轴套类零件之比值大致分布在1.05〜1. 35之间。据此，可将轴套压入机体形成的结构简化为两端开口的厚壁圆筒中过盈配合组合圆筒问题。 将铜套镶入座孔在机械装配中经常遇到。过盈配合的铜套直接按图纸加工镶入座孔时,铜套对座孔为过盈配合, 常温下压入或打入,内孔就收缩, 改变了原来间隙配合的性质,只能重新铰孔或镗孔, 才能到达孔尺寸公差要求。为保证套孔和轴的间隙配合, 其内孔尺寸公差确定至关重要。 2.1 计算原理 过盈配合的铜套内径加工尺寸的计算[5]依据有四点: 〔1〕铜套在常温下镶入座孔后, 其金属密度变化不大, 可以略去不计。

ansys workbench建模仿真技术及实例详解 -回复

ansys workbench建模仿真技术及实例详解-回复题目：ANSYS Workbench建模仿真技术及实例详解 引言： ANSYS Workbench是一种强大的工程仿真软件，广泛应用于各个领域的工程设计和分析中。本文将以ANSYS Workbench建模仿真技术为主题，详细介绍其基本原理、建模方法和实例应用，帮助读者更好地了解和掌握这一工具的使用。 第一部分：ANSYS Workbench基本原理 1. ANSYS Workbench简介：介绍ANSYS Workbench的功能和应用领域。 2. ANSYS Workbench的工作流程：详细解释ANSYS Workbench的工作流程和各个模块的作用。 第二部分：ANSYS Workbench建模技术 1. 几何建模：介绍ANSYS Workbench中的几何建模工具，包括创建基本几何图形、引入外部几何文件和几何修剪等操作。 2. 材料属性定义：讲解如何设置材料属性，并介绍常用的材料模型和参数的选取。 3. 网格划分：介绍ANSYS Workbench中的网格划分方法，包括自动划分和手动划分两种方式，并讲解网格质量的评估和改善方法。

4. 边界条件设置：讨论各种边界条件的设置方法，如固定边界条件、加载边界条件和对称边界条件等。 5. 求解器选择与设置：介绍ANSYS Workbench中常用的求解器选择和设置方法，包括静态求解和动态求解两种模拟方法，并讨论参数对求解结果的影响。 6. 后处理与结果分析：讲解ANSYS Workbench中的后处理工具的使用方法，包括结果显示、变量提取和结果比较等。 第三部分：ANSYS Workbench建模仿真实例 1. 结构力学仿真实例：以某一结构件为例，详细介绍ANSYS Workbench 如何进行结构力学仿真分析，并分析结果。 2. 流体力学仿真实例：以某一管道流体流动为例，介绍ANSYS Workbench如何进行流体力学仿真分析，分析流体流动特性。 3. 电磁仿真实例：以某一电子设备为例，说明ANSYS Workbench如何进行电磁仿真分析，分析电场和磁场分布。 结论： ANSYS Workbench是一款功能强大的工程仿真软件，可以帮助工程师们更快速、更准确地进行工程分析和设计。本文通过详细的介绍和实例应用，使读者对ANSYS Workbench建模仿真技术有了更深入的认识，并为工程实践提供了参考。同时，鼓励读者进一步学习和掌握更多高级的建模仿

ANSYS土木工程经典实例命令流大全

ANSYS土木工程经典实例命令流大全ANSYS是目前最为领先的工程仿真软件之一，广泛应用于土木工程领域。本文将介绍一些ANSYS土木工程的经典实例以及相关的命令流，帮助工程师更好地应用该软件进行仿真分析。 1. 桥梁结构分析实例 实例简介 一座桥梁由多个零部件组成，包括桥墩、桥面、桥拱等。如何分析这些零部件的受力情况，以便于对桥梁结构进行优化和改进呢？ANSYS提供了一系列的分析工具和命令流，可以帮助我们完成这项任务。 命令流详解 首先需要创建一个桥梁模型，并进行网格划分。然后利用ANSYS的各种分析工具进行仿真分析，得到桥梁各个零部件的受力情况。在此基础上，可以进行结构优化，最终得到一个强度和稳定性都较好的桥梁结构。 以下是桥梁结构分析实例的一些关键命令流： •创建单元网格：ET, SOLID186 •定义材料属性：MP, EX, NU, DENS •定义边界条件：*BOUNDARY，MP，SYM，FIX •加载边界条件：DLOAD，TYPE，P，_LOC •计算位移和应力分布：*POST1，DISPL，NF，S 2. 地基基础分析实例 实例简介 地基基础是土木工程中的重要组成部分，承载着整个工程的重量。如何对地基基础的承载力进行分析和计算呢？ANSYS也提供了相应的分析工具和命令流，帮助土木工程师完成这项任务。 命令流详解 首先需要建立地基基础的三维模型，并进行网格划分。然后利用ANSYS的各种分析工具进行仿真分析，计算地基基础承载力、变形等相关指标。在此基础上，可以进行结构优化，最终得到一个承载能力和稳定性都较好的地基基础。 以下是地基基础分析实例的一些关键命令流：

基于ansys的过盈配合接触应力分析

基于ansys的过盈配合接触应力分析 摘要介绍了基于ansys的接触分析步骤，并通过ansys软件，将对一个盘轴紧配合结构进行接触分析，来说明接触分析的有限元计算方法。 关键词ansys 过盈配合接触分析 引言 在工程结构中，经常会遇到大量的接触问题。火车车轮与钢轨之间，齿轮的啮合是典型的接触问题。接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的讣算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有儿种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。 本文以ansys软件为工具，以某转子中轴和盘的连接为例，分析轴和盘的过盈配合的接触应力。 1. 面面接触分析的步骤： 在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“LI标”面而把另一个作为“接触”面，对刚体一柔体的接触，“目标”面总是刚性的，“接触”面总是柔性面，这种两个面合起来叫作“接触对”。使用Targel69和Contdl71或Contal72来定义2D接触对,使用TargelYO和Contal73或Contal74来定义3D接触对，程序通过相同的实常数号来识别“接触对”。 在接触问题中，两个相互接触的物体必须满足边界不穿透的约束条件，施加边界不穿透约束的方法主要有罚函数算法和扩增的拉格朗日算法。 罚函数算法是在总势能泛函中加入惩罚项，来近似满足接触约束条件。从物理意

义上讲，罚函数法相当于在接触边界上加入线弹簧以防止接触面之间的相互渗透，而罚函数因子相当于弹簧的刚度系数。罚函数法的优点在于不增加系统未知数总数，可保持刚度矩阵的对称性，提高了求解效率，但罚函数因子的取值对计算结果的精度影响很大，必须根据渗透情况对其进行多次调整。 扩增的拉格妙日算法是为了找到精确的拉格妙日乘子而对罚函数修正项进行反复迭代，与罚函数的方法相比，拉格朗日方法不易引起病态条件，对接触刚度的灵敏度较小，然而，在有些分析中，扩增的拉格朗日方法可能需要更多的迭代，特别是在变形后网格变得太扭曲时。FTLON是为拉格日算法指定容许的最大渗透量，如果程序发现渗透大于此值时，即使不平衡力和位移增量己经满足了收敛准则，总的求解仍被当作不收敛处理，FTLON的缺省值为0.1,可以根据具体情况调整这个值，但要注意如果此值太小可能会造成太多的迭代次数或者不收敛。 罚函数算法和拉格朗日算法都需要定义接触刚度，两个互相接触表面之间渗透量的大小取决于接触刚度，过大的接触刚度可能会引起刚矩阵的病态，而造成收敛困难，一般来说，应该选取足够大的接触刚度以保证接触渗透小到可以接受，但同时乂应该让接触刚度足够小以使不会引起刚矩阵的病态问题而保证收敛性。程序会根据变形体单元的材料特性来估计一个缺省的接触刚度值，ANSYS通过实常数FKN来为接触刚度指定一个比例因子，比例因子一般在0.01和0.1之间，当避免过多的迭代次数时，应该尽量使渗透到达极小值，即选择较大的接触刚度。较为合适的接触刚度值可以经过反复验证得到，开始时应该取较小的，逐步取较大的值，如果收敛困难就停止验证，选择收敛较容易的FKN中的最大值作为接触刚度。 执行一个典型的面一面接触分析的基本步骤列示如下： 1.建立模型，并划分网格； 2.识别接触对； 3.指定接触面和目标面； 4.定义刚性目标面； 5.定义柔性接触面； 6.设置单元关键字和实常数； 7. 定义/控制刚性口标面的运动； 8.给定必须的边界条件； 9.定义求解选项和载荷步；10.求解接触问题；11.查看结果。

ansys建模实例

Ansys建模实例 引言 Ansys是一种广泛使用的有限元分析软件，可以用来模拟 和解决各种工程问题。本文将介绍一些Ansys的建模实例， 包括常见的建模技术和步骤。通过这些实例，读者可以了解Ansys的基本操作和建模技巧。 实例一：三维实体建模 在Ansys中进行三维实体建模是常见的任务之一。以下是 一个简单的三维实体建模实例： 1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。 2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。 3.选择适当的几何元素，如圆柱体、球体或立方体， 并指定其尺寸和位置。 4.调整模型的属性，如材料属性和边界条件。 5.运行静态或动态分析以获得解决方案。

6.分析结果可以通过数据可视化工具来展示和分析。 这个实例展示了Ansys建模的基本步骤。读者可以根据自 己的需求和具体问题进行相应的调整和修改。 实例二：二维平面建模 在某些情况下，我们只需要进行二维平面建模，比如平面 结构的分析。以下是一个二维平面建模的实例： 1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。 2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。 3.选择适当的几何元素，如直线、圆弧或多边形，并 指定其尺寸和位置。 4.调整模型的属性，如材料属性和边界条件。 5.运行静态或动态分析以获得解决方案。 6.分析结果可以通过数据可视化工具来展示和分析。 这个实例展示了在Ansys中进行二维平面建模的基本步骤。在实际应用中，读者可以根据具体情况选择适当的元素和属性。

实例三：流体建模 Ansys还可以用于流体建模和分析。以下是一个流体建模 实例： 1.打开Ansys软件并创建一个新的项目。 2.在几何建模模块中，选择“Create”来创建几何模型。 3.选择适当的几何元素，如管道、储罐或泵，并指定 其尺寸和位置。 4.定义流体属性，如流体类型、流速和压力等。 5.调整模型的边界条件，如流入口和流出口的速度或 压力。 6.运行流体分析以获得流体的流动情况和压力分布。 7.可以通过动画或图形展示来可视化流体的流动情况。 这个实例展示了Ansys在流体建模方面的应用。通过Ansys的流体建模功能，工程师可以模拟和分析各种流体行为，从而优化设计和改进性能。

基于Ansys Workbench的圆柱销接触分析

之相礼和热创作 后面一篇基于Ansys经典界面的接触分析例子做完当前，很多冤家盼看了解该例子在Workbench中是怎样完成的.我做了一下，与大家共享，纷歧定正确.究竟这种东西，教科书上也没有，我只是按照本人的理解在做，有错误的地方，恳请指正. 1．成绩描绘 一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中.已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔.钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3. 由于钢销的直径比销孔的直径要大，以是它们之间是过盈配合.如今要对该成绩进行两个载荷步的仿真. （1）要得到过盈配合的应力. （2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力. 2．成绩分析 由于该成绩关于两个坐标面对称，因此只必要取出四分之一进行分析即可. 进行该分析，必要两个载荷步：

第一个载荷步，过盈配合.求解没有附加位移约束的成绩，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因此发生了应力. 第二个载荷步，拔出分析.往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上运用位移条件.打开自动工夫步长以包管求解收敛.在后处理中每10个载荷子步读一个结果. 本篇只谈第一个载荷步的计算. 3．生成几何体 上述成绩是ANSYS自带的一个例子.对于几何体，它曾经编制了生成几何体的命令流文件.以是，我们首先用经典界面打开该命令流文件，运转之以生成四分之一几何体；然后导出为一个IGS文件，再加入经典界面，接着再到WORKBENCH中，打开该IGS文件进行操纵. （3.1）首先打开ANSYS APDL14.5. （3.2）然后读入曾经做好的几何体.从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框 找到ANSYS自带的文件 【OK】后四分之一几何模型被导入，结果如下图 （3.3）导出几何模型 从【工具菜单】】-->【File】-->【Export】打开导出文件对话框，在该对话框中设置如下

ansys实例-正确地模拟过盈配合

过盈配合在机械产品的装配中使用的相当普遍。比如轴与轴承、轴与轴瓦、汽车的制动盘等，都是通过一定的过盈量来使两个装配部件紧密地连接起来。 下面讨论如何在ANSYS 中正确地模拟过盈配合。 过盈配合在有限元分析中是一种典型的非线性接触行为。在有限元分析中设定了接触，从本质上来讲就是对相互接触的两个部件施加了某种约束，不同的接触算法对于接触约束的处理方法有所不同。接触约束的理论算法的选择，在ANSYS 中是通过设置contact 单元的KEOPT(2) 选项来实现的。 在ANSYS 中目前主要有5 种接触约束算法： KEYOPT(2)=0 Augmented Lagrangian - 加强的拉格朗日算法，这是ANSYS 的缺省选择； KEYOPT(2)=1 Penalty function - 罚函算法； KEYOPT(2)=2 Multipoint constraint (MPC) - 多点约束算法； KEYOPT(2)=3 Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent - 接触法向采用拉格朗日乘子，接触切向采用罚函数的综合算法。 KEYOPT(2)=4 Pure Lagrange multiplier on contact normal and tangent - 法向和切向均采用拉格朗日乘子算法。 各种不同的约束算法各有其优缺点，各有各自最适用的场合，具体情况需要具体对待。大部分情况下，默认选择KEYOPT(2)=0 就够用了。 过盈配合所致的接触分析的难点在于如何确定初始接触状态。初始

接触状态设置得不对，会导致错误的计算结果或者不准确的计算结果，下面举两个例子来说明。ANSYS仿真计算代做：模态分析，瞬态动力学，谐响应分析和谱分析、械结构的疲劳、损伤，CFD流体；结构的强度评估和优化；企鹅：690294845 例1．两个圆柱体在几何上是刚好接触，划分网格后有限元模型有间隙。如图1 所示。 这两个圆柱体，在几何上是刚好相切的，即处于几何上刚好接触的初始状态。划分网格后，由于在圆周上用小段直线代替了弧线，两个圆柱体之间产生了一定的间隙，两个圆柱体的有限元模型的初始状态不再是接触的。此时，如果接触参数设置不当，就会因为初始约束不足，圆柱体出现刚体位移，得到错误的结果。

基于ANSYS的电能表过盈配合接插件稳态热分析

基于ANSYS的电能表过盈配合接插件稳态热分析 陈盛;徐英辉;张蓬鹤;袁翔宇;井天军 【摘要】为提高智能电能表现场安装效率,同时确保安装可靠性,国家电网标准 Q/GDW 11008-2013《低压计量箱技术规范》明确了插拔式电能表结构及其过盈配合接插件方案,并且进一步规定了接插件温升参数.目前过盈配合接插件在初始设计阶段重点考虑结构形式,并没有统筹考虑温升因素,温升参数均采用成品实验测定.为此,建立了详细的电能表插拔式安装结构及其过盈配合接插件热传导模型,并采用ANSYS有限元仿真软件对其进行稳态热分析,为过盈配合接插件结构进行温升参数仿真验证和理论设计,避免成品实验不合格导致重新设计. 【期刊名称】《电测与仪表》 【年(卷),期】2018(055)020 【总页数】6页(P96-101) 【关键词】电能表;过盈配合接插件;温升;ANSYS;稳态热分析 【作者】陈盛;徐英辉;张蓬鹤;袁翔宇;井天军 【作者单位】中国电力科学研究院有限公司,北京100192;中国电力科学研究院有限公司,北京100192;中国电力科学研究院有限公司,北京100192;中国电力科学研究院有限公司,北京100192;中国农业大学,北京100083 【正文语种】中文 【中图分类】TM933

0 引言 随着我国智能电网建设进程的快速推进以及分时阶梯电价政策的逐步实施，传统电能表已无法满足电力信息采集的多样化功能需求。为此，国家电网公司大力开展智能电能表推广应用，以此推动我国智能电网建设，同时更好地承担计量、计费等客户营销服务工作。在此背景下，新装或者传统电能表换装智能电能表数量将持续增加。 电能表现场安装作业过程中，传统采用导线直连电能表尾端接线端子并利用螺钉压紧的方法，由于施工条件限制、作业人员能力素质等原因，往往存在以下问题[1-2]： (1)现场施工工艺导致的接线质量和安装可靠性问题：压线螺钉压力不够致使导线 松动，压力过大导致压断导线；剥线长度过短，压线螺钉压在绝缘外皮导致接触不良，剥线过长则电能表尾端导线外露，造成触电事故； (2)施工人员素质能力参差不齐，现场接线可能造成接线错误，导致计量故障，引 发纠纷和后续排查改线工作； (3)现场安装施工效率低，以单相电能表为例，需分别压接火线进出线和零线进出线，操作繁琐复杂，往往导致工作效率较低，减缓工程进度； (4)电能表更换作业过程中，需要对用户停电后拆除旧表并更换新表，导致客户停电。 为解决智能电能表现场安装存在的上述问题，提高电能表现场安装作业效率和安装可靠性，有必要针对智能电能表的现场快速接线安装与更换方法进行研究。在满足国网公司企业标准Q/GDW 1355、Q/GDW 1356 规定的电能表安装需求基础上，国网公司企业标准Q/GDW 11008-2013《低压计量箱技术规范》中规定了电能 表应具备快速、方便、安全、牢靠的安装功能，并进一步明确了插拔式电能表结构

ANSYS结构分析教程篇

A N S Y S结构分析基础篇 一、总体介绍 进行有限元分析的基本流程： 1.分析前的思考 1)采用哪种分析(静态，模态，动态...） 2)模型是零件还是装配件(零件可以formapart形成装配件，有时为了划分六面体网格采用零件， 但零件间需定义bond接触) 3)单元类型选择(线单元，面单元还是实体单元) 4)是否可以简化模型(如镜像对称，轴对称) 2.预处理 1)建立模型 2)定义材料 3)划分网格 4)施加载荷及边界条件 3.求解 4.后处理 1)查看结果(位移，应力，应变，支反力) 2)根据标准规范评估结构的可靠性 3)优化结构设计 高阶篇： 一、结构的离散化 将结构或弹性体人为地划分成由有限个单元，并通过有限个节点相互连接的离散系统。 这一步要解决以下几个方面的问题: 1、选择一个适当的参考系，既要考虑到工程设计习惯，又要照顾到建立模型的方便。 2、根据结构的特点，选择不同类型的单元。对复合结构可能同时用到多种类型的单元，此时还需要考虑不同类型单元的连接处理等问题。 3、根据计算分析的精度、周期及费用等方面的要求，合理确定单元的尺寸和阶次。 4、根据工程需要，确定分析类型和计算工况。要考虑参数区间及确定最危险工况等问题。 5、根据结构的实际支撑情况及受载状态，确定各工况的边界约束和有效计算载荷。 二、选择位移插值函数?

1、位移插值函数的要求 在有限元法中通常选择多项式函数作为单元位移插值函数，并利用节点处的位移连续性条件，将位移插值函数整理成以下形函数矩阵与单元节点位移向量的乘积形式。位移插值函数需要满足相容（协调）条件，采用多项式形式的位移插值函数，这一条件始终可以满足。 但近年来有人提出了一些新的位移插值函数，如：三角函数、样条函数及双曲函数等，此时需要检查是否满足相容条件。 2、位移插值函数的收敛性（完备性）要求：? 1）位移插值函数必须包含常应变状态。 2）位移插值函数必须包含刚体位移。 3、复杂单元形函数的构造 对于高阶复杂单元，利用节点处的位移连续性条件求解形函数，实际上是不可行的。因此在实际应用中更多的情况下是利用形函数的性质来构造形函数。 形函数的性质： 1）相关节点处的值为1，不相关节点处的值为0。 2）形函数之和恒等于1。 这里我们称为的相关节点，为的相关节点，其它点均为不相关节点。 三、单元分析 目的：计算单元弹性应变能和外力虚功。 使用最小势能原理，需要计算结构势能，由弹性应变能和外力虚功两部分构成。结构已经被离散，弹性应变能可以由单元弹性应变能叠加得到，外力虚功中的体力、面力都是分布在单元上的，也可以采用叠加计算。 2、计算单元外力功? 从前面推导可以看出：

过盈配合与拔销耦合分析

教程8:过盈配合与拔销耦合分析 问题阐述 这是一个钢销与长方体内光滑销孔耦合的三维分析。由于模型的对称性，可以取模型的四分之一对称模型作为分析对象。要定义两个不同的加载步骤。第一个加载步骤的目的是研究几何尺寸比销孔厚的销子上的过盈配合应力。第二个加载步骤的目的是研究应力、耦合压力以及销子从销孔中拔出时的作用力。 所给条件 模型的尺寸如下：PIN（销）半径=0.5单位，长=2.5单位；BLOCD （长方体）宽=4单位，长=4单位，高=1单位；PINHOLE （销孔）半径=0.49 单位，深=1单位。两个实体都是由结构钢制成（刚度=30e6）并假设是柔韧的。 近似与假设 采用四分之一对称模型来模拟耦合现象，将使用两个加载步骤来进行分析：步骤1 :过盈配合——求解这个问题无须额外的位移边界条件。销子在销孔中由于几何关系而被约束。由于销孔与销子耦合面之间的过盈关系而产生了应力。 步骤2:拔销一一通过在节点上应用DOF位移边界条件的方法，将销子从长

方体中拔出1.7个单位。清楚地产生自动时间分步来确保求解收敛。在求解期间阅读每一个第10步子步骤。 交互式的求解过程

1. 建立几何结构 1.1 创建长方体 1. Main Menu : Preprocessor ^ Modeling Create Volumes 宀 Block T By Dimensions 2 .分别输入 X 仁-2 , X2=2 , 丫仁-2 , Y2=2 , Z1=2.5 , Z2=3.5。 3 .按下OK 按钮。 4. Utility Menu : PlotCtrls T pan . Zoom , Rotate 。 5 .按下 Pan-Zoom-Rotate 窗口内的 ISO 按钮。 6. 关闭 Pan-Zoom-Rotate 窗口。 1.2 创建销孔耦合面（长方体上的孔） 通过定义半径和深度的方法创建圆柱 体。 1. Main Menu : Preprocessor T Modeling T Create T Volumes T Cylinder T By Dimensions 。 2 .输入 RAD1=0.49 , Z1=2.5 , Z2=4.5。 3 .按下OK 按钮。 F 面将圆柱体从长方体中挖除。 4. Main Menu : Preprocessor T Modeling T Operate T Booleans T Subtract T Volumes 。 5. 选择长方体作为将要进行挖除操作的基底体积。 6 .按下Apply 按钮（在选择菜单上）。 7 .选择圆柱体作为将要挖除的体积。 8 .按下OK 按钮（在选择菜单上）。 9. Utility Menu : Plot T Replot 。

ANSYS接触单元学习

5.3.1 面─面的接触单元 ANSYS支持刚体─柔体和柔体─柔体的面─面的接触单元。这些单元应用“目标”面和“接触”面来形成接触对。 分别用TARGE169或TARGE170来模拟2D和3D目标面。 用CONTA171、CONTA172、CONTA173、CONTA174来模拟接触面。 为了建立一个“接触对”，给目标单元和接触单元指定相同的实常数号。参见§5.4。 这些面-面接触单元非常适合于过盈装配安装接触或嵌入接触，锻造，深拉问题。与点─面接触单元相比，面─面接触单元有许多优点: 支持面上的低阶和高阶单元(即角节点或有中节点的单元)； 支持有大滑动和摩擦的大变形。计算一致刚度阵，可用不对称刚度阵选项； 提供为工程目的需要的更好的接触结果，如法向压力和摩擦应力； 没有刚体表面形状的限制，刚体表面的光滑性不是必须的，允许有自然的或网格离散引起的表面不连续； 与点─面接触单元比，需要较少的接触单元，因而只需较小的磁盘空间和CPU时间，并具有高效的可视化； 允许多种建模控制，例如： 绑定接触，不分离接触，粗糙接触； 渐变初始穿透； 目标面自动移动到初始接触； 平移接触面(考虑梁和单元的厚度)，用户定义的接触偏移； 死活能力； 支持热-力耦合分析。 使用这些单元来做为刚性目标面，能模拟2D和3D中的直线(面)和曲线(面)，通常用简单的几何形状例如圆、抛物线、球、圆锥、圆柱来模拟曲面。更复杂的刚体形状或普通可变形体，可以应用特殊的前处理技巧来建模，参见§5.4。 面-面接触单元不能很好地应用于点-点或点-面接触问题，如管道或铆头装配。在这种情况下，应当应用点-点或点-面接触单元。用户也可以在大多数接触区域应用面-面接触单元，而在少数接触角点应用点-点接触单元。 面－面接触单元只支持一般的静态或瞬态分析，屈曲、模态、谱分析或子结构分析。不支持谐响应分析、缩减或模态叠加瞬态分析，或缩减或模态叠加谐响应分析。 本章后面将分别讨论ANSYS不同接触分析类型的能力。 5.3.2 点─面接触单元