61自动探测接触分析

1、ANSYS 教学算例集自动探测接触分析撰写：孟志华审核：校对：2018 年 09 月 30 日 Copyright关键字：接触对、自动探测、初始信息算例来源：Mechanical_Advanced_Connections案例目 录摘要1案例描述1操作步骤21.2.3.3.1.3.2.3.3.3.4.启动 ANSYS Workbench，打开已有的分析文件2启动静力分析流程，进入 Mechanical 界面进行连接设置查看与求解3采用 Contact Tool 检查并重新探测自动接触对，再次求解6分析结果查看144.分析小结15I1. 摘要本算例涉及到自动接触探测选项以及接触工具 Contact

2、 tool 的应用，介绍了根据接触初始信息来调整自动接触设置，避免因接触设置错误造成的不收敛问题。本例复杂装配体的自动接触探测具有借鉴和指导作用。2. 案例描述本装配体具有 12 个零部件，存在很多接触和运动副，以及一个弹簧和一个梁。材料为 ANSYS 材料库中默认提供的钢材料，弹性模量为 2.1×10e5 MPa，泊松比为0.3，密度是 7.85×10 e-9 t/mm 3。结构受弹簧拉伸方向的载荷 F=10000N，求解该工况下结构的变形与应力分布。13. 操作步骤3.1. 启动ANSYS Workbench，打开已有的分析文件（1）首先启动 ANSYS Workben

3、ch 环境。在【File】下拉菜单点击 Restore Archive，打开分析文件压缩包“WS1a_connections.wbpz”，然后保存为“WS1A- connections.wbpj”文件。提示：“.wbpz 文件一般为包含几何、网格、设置和当前结果的压缩文件，该文件不包含结果文件，所以可以作为存档文件，采用 File-Restore Archivel 来打开。（2）打开该文件后，Workbench 环境的起始界面，包含了一个静力分析的流程，如下图。23.2. 启动静力分析流程，进入 Mechanical 界面进行连接设置查看与求解（1）确定目前处于 Workbench 的起始界面

4、【Project】，即 “主页”。（2）打开 ANSYS Mechanical 模块：找到项目流程【Project Schematic】窗口下的 B项目（静力分析过程），双击其中的【MMechanical 模块的界面。】栏目，即打开 ANSYS3（3）修改 mehcanical 的系统为 Metric (mm,kg,N,s,mV,mA)。（4）点击左侧目录树中的 Connections 旁边的+号，检查 contacts 和 Joints 以及弹簧与梁的设置，对该装配体的连接关系有个初步的了解。4提示：如果梁和弹簧没有在图形窗口出现，工具栏的“AnnotationPreferences”，以图

5、形方式激活这些边界连接。（5） 点击“solve”进行求解。（6） 在进行几次迭代后，收敛失败。53.3. 采用 Contact Tool 检查并重新探测自动接触对，再次求解（1）点击 Connections，右键Contact Tool。（2）点击创建的 Contact Tool，右键“Generate Initial Contact Results”。6（3）点击 Contact Tool 左边的+号，并点击 Initial Information，查看接触相关信息。（4）看到橙域( Closed 状态，但是有渗透和间隙 penetration or gap)，这些可能是不能接受的，需要仔

6、细；接触区域 14 and 23, 为红色 (Far Open 状态)；需注意：初始状态必须是关闭或者接近的；如果间隙较大，接触将会被忽略；这时候，要么删除接触，要么就需要引入影响球（pinball）去捕捉间隙和渗透。7（5）在 Contact 目录下，点击 Contact Regions 14，打开 Body Views 检查接触区域。（6）显然，这两个 parts 是分离的，该接触对需要被删除。点击 ContactRegion14，右键 Delete，删除该接触对。（7）同理，点击 Contact Regions 23，打开 Body Views 检查接触区域，这个接触对中的两个 part

7、s 也不应该定义接触，因此，删除该接触对。8（8）接下来检查橙域接触对，可以看到：接触对 4,13,18 和 21 是可以接受的，而接触对 15 有问题。（9）点击“Contacts”, 查看接触明细窗口；可以看到容差“Tolerance slider”被设置为-100 的最低水平，因而自动创建了为 0（程序默认值）。的接触对；将 Tolerance Slider改9（10）点击 Contact，右键，删除所有接触。10（11）点击 Contact，右键点击“Create Automatic Connections.”重新创建接触；可以看到有 21 个接触对被创建。（12）点击 Contact

8、 Tool，发现新创建的接触对在这里没定义；可以点击“Add”浏览。来11（13）点击 Contact Tool-Initial Information，右键“Generate Initial ContactInformation”，再次获取接触初始信息；可以看到仍然后橙域；而且没有了红域。（14）认真检查这些橙色接触对，发现均可以接受。（接触对中的零件本来是接触的，但由于几何建模导致零件之间有间隙或者渗透，这样会提示橙域）12（15）再次点击“solve”进行求解，现在收敛就很容易了注意：虽然结果收敛，但是还会有一些警告信息，这些警告信息不一定有问题，会在其它案例中对这些警告信息进行研究，请注意保存此次分析文件。133.4. 分析结果查看（1）查看结果：分别点击 Solution 下的 Total Deformation 和Equivalent Stress，查看结果云图。（若要查看其它的结果，可点击 Solution，右键，果，然后点击 Solution-Evaluate All Results 既可）相应结144. 分析小结本例题一个相对复杂的装配体进行了静力分析，应用了