过盈配合-董渊哲.docxVIP

紧配合环ANSYS作业 学院：机械工程 班级：2076班 学号：3112301045 姓名：董渊哲 一．题目要求 模型如图1所示，为轴对称的紧配合环，相关尺寸参数已标出 图1紧配合模型 目标：验证接触初始穿透选项。 要求：采用缺省值和渐进化穿透选项求解一个大的初始穿透接触分析，比较结果。 二．ANSYS建模 分析题目可知：对轴对称模型建模时，只需建立配合环的截面即可。 单元选择及材料属性 按照老师要求选择单元： 选用平面单元PLANE183，此单元满足轴对称和大应变条件； 目标单元选择TARGE169，属于2D目标单元； 接触单元选择CONTA172，172，属于 2D 3节点高阶抛物线接触单元。 GUI：Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add PLANE183 OK choose PLANE183 Options Element behavior K3 (Axisymmetric) OK 命令流：et,1,183,,,1 et,2,169 et,3,172 材料属性： 内外环材料： E=10000psi，泊松比： 内外环接触面：摩擦系数 2）建立模型 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 图2 紧配合模型 3）划分网格 GUI: Preprocessor Meshing Size Cntrls ManualSize Global Size=0.05 OK Mesh Areas Free Pick All OK 4)定义接触对 如上图可知，需要对line2和line8进行定义 GUI： Preprocessor Modeling Create Contact Pair Contact Wizard Pick Target line8 OK Next Pick Contact line2 OK Next Material ID (select 2) Create 5)定义边界约束 对底边两端点UY进行约束 命令流：d,node(1.5,0,0),uy,0 d,node(2.4,0,0),uy,0 三．求解分析 1）打开大变形，设置载荷步，求解接触分析 GUI： Solution Analysis Type Sol’n Control Solution Solve Current LS 2）结果分析 X方向径向力如下图所示 图中全部为红色，没有计算出结果，可能是因为没有检测到接触。 同时，进行接触状态显示操作时也存在问题，无法进行显示，可能由于大初始穿透问题导致的无法检测到接触或求解不收敛。 3）包含渐进化效应后求解 GUI：Choose Type 3 conta172 【Option】initial penetration/gap K9 = include_ramp，求解如下所示： 径向应力如下图所示： 可以看出选择渐进化效应后，原本无法求解的初始穿透问题可以求解了。 列表显示接触状态： 根据：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 此时STAT=2 说明接触面“闭合”并滑动，满足题目要求。 4）将轴对称模型扩展为整个模型显示 Utility Menu PlotCtrls Style Symmetry Expansion 2D Axi-SymmetricSelect expansion amount = Full expansion【OK】 绘制径向应力如下。