紧配合环大作业.docxVIP

紧配合环大作业 1.作业描述 如图1所示，紧配合环，其中：内环的内径r1=1.5 inch 外径r2=2 inch外环的内径r1=1.9 inch 外径r2=2.4 inch内外环高均为1 inch。 图1模型简图 2有限元模型建立 通过分析题目，可以发现整体模型是对称模型。建模时，只需建立配合环截面即可，如图1中简图所示 1）选择单元 （1）选用对称平面单元PLANE183。由于PLANE183单元有8个节点，每个节点有2个自由度，分别为x和y方向的平移。本单元既可用作平面单元(平面应力、平面应变和广义平面应变)，也可用作轴对称单元。本题为对称分析，故采用PLANE183单元进行分析效果较好。 图2 PLANE183 单元几何 （2）接触单元选择 根据上述分析，接触形式为：面-面接触。面-面接触单元由分别定义目标和接触面的独立的单元类型组成，接触对通过共用一个实常数指定。根据本题模型,目标单元选择TARGE169（理由：TARGE169单元目标部分有如下类型:直线、抛物线、圆弧 (顺时针或逆时针)、圆、或控制节点.）接触单元选择：CONTA172（CONTA172单元是二维、三节点高次抛物线单元, 能够位于有中间节点的二维实体单元的表面.） 图3 TARGE169单元几何 图4 CONTA172单元几何 GUI：Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add PLANE183 OK choose PLANE183 Options Element behavior K3 (Axisymmetric) OK 2）材料定义 （1）内外环材料相同，弹性模量弹性模量E=10000psi，泊松比： （2）内外环接触面，无摩擦，即摩擦系数 GUI： Preprocessor Material Props Material Models Structure Linear Elastic Isotropic EX=10000, PRXY=0 OK Material New Model… Define Material ID 2 OK Friction Coefficient =0 OK 3）建立几何模型 图5 紧配合环几何模型 GUI： Preprocessor Modeling Create Areas Rectangle By dimensions X1=1.5,X2=2,Y1=0,Y2=1, Apply X1=1.9, X2=2.4, Y1=0, Y2=1, OK 4）划分网格 GUI: Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualSize Global Size=0.04 OK Mesh Areas Free Pick All OK 5)定义接触对 GUI： Preprocessor Modeling Create Contact Pair Contact Wizard Pick Target line8 OK Next Pick Contact line2 OK Next Material ID (select 2) Create 6)定义边界约束 固定截面底边两端点出UY。 7）保存有限元模型 SAVE_DB 3求解 1）进行求解设置 打开大变形，设置载荷步。如下图 GUI： Solution Analysis Type Sol’n Control 2）求解接触分析 GUI：Solution Solve Current LS 3）绘制径向应力 GUI: General PostprocPlot Results Contour Plot Nodal Solu Stress X-direction SX 【OK】 6）列表显示接触结果 GUI： General Postproc List Results Nodal Solution Contact STAT = 0“张开”几乎不接触; STAT = 1 “张开”但几乎接触; STAT = 2 “闭合”并滑动; STAT = 3 “闭合”并粘着 由于大初始穿透问题可能导致无法检测到接触或检测到接触面求解存在收敛困难。 4）包含渐进化效应，后求解。 （1）Main Menu PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete Choose Type 3 conta172 【Option】initial penetration/gap K9 = include_ramp （2）求解 GUI：Solution Solve