使用Workbench完成流體壓力滲透分析
01
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(接觸單元的壓力。這個結果的數量級有問題,請忽略)
02
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! Load Step 2 - Apply fluid penetration pressureesel,s,real,,6 ! select rigid-flexible contact pairesel,r,ename,,172 ! reselect contact elements only
esel,a,real,,8 ! select flexible-flexible contact pairsfe,all,1,pres,,4.1 ! apply fluid pressureallsel! Remove overlaping fluid penetration pressure loadsesel,s,real,,8 ! select flexible-flexible contact pairnsleesln,s,1esel,r,real,,6 ! reselect rigid-flexible contact pairsfedele,all,all,all ! remove overlaping fluid pressure loadsallsel
esel命令,第一個參數s代表新建選擇,r代表在當前選擇集內重新選擇,a代表添加到選擇。第二個參數real表示按實常數選擇,ename顧名思義,是按單元類型進行選擇。
esel,s,real,,6 ! 按實常數選擇,選實常數為6的單元。在案例模型中為剛-柔接觸對 esel,r,ename,,172 ! 在當前選擇中重選,只留下CONTA172單元 esel,a,real,,8 ! 添加到選擇,增加選擇柔-柔接觸對單元
sfe,all,1,pres,,4.1 ! sfe施加表面壓力在單元上; 1表示法向壓力, 大小4.1(單位一致為MPa)
接下來是第二部分。這幾行命令,用比較巧妙的方式,選中了重復的接觸單元,將流體壓力滲透載荷在重復的單元里去掉。
esel,s,real,,8 ! 選擇實常數為8的柔-柔接觸對 nsle ! 選擇接觸對連接到的節點 esln,s,1 ! 再選擇節點對應的單元。1代表只有單元內所有節點都在當前選擇中時才選擇單元。這樣避免了選中結構單元。 esel,r,real,,6 ! 在當前選擇集中,重選剛-柔接觸對 sfedele,all,all,all ! 刪除重復的流體壓力滲透載荷。 allsel
! Define starting pointssfe,2529,2,pres,,-1 ! 屏蔽掉默認的流體壓力滲透起始點suppress default starting point (one end point) for contact surfacesfe,2625,2,pres,,-1 ! suppress default starting point (one end point) for targetsfe,3121,2,pres,,1 ! 在o形密封圈上自定義流體壓力的起始點 define starting point for o-ringsfe,3308,2,pres,,1 ! define starting point for cap
03
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材料屬性是從官方案例的APDL文件里導入的。但是導入時候單位好像出了點問題……總之O形密封圈是Ogden超彈性材料,塑料封蓋是彈塑性材料。
全部命令如下(不要覺得看起來好像很多的樣子,有套路的):
! Commands inserted into this file will be executed just prior to the ANSYS SOLVE command.
! These commands may supersede command settings set by Workbench.
! Active UNIT system in Workbench when this object was created: Metric (mm, kg, N, s, mV, mA)
! NOTE: Any data that requires units (such as mass) is assumed to be in the consistent solver unit system.
! See Solving Units in the help system for more information.
esel,s,real,,6 ! 按實常數選擇,選實常數為6的單元。在案例模型中為“外部接觸”
esel,a,real,,8 ! 按實常數選擇,選實常數為8的單元。在案例模型中為“內部接觸”
sfe,all,1,pres,,2000000 ! 這個壓力數值,以及本案例中所有的材料參數都請勿參考
ALLSEL
esel,s,real,,8 ! 選擇實常數為8的接觸對,本案例中為“內部接觸”
nsle ! 選擇接觸對連接到的節點
esln,s,1 ! 再選擇節點對應的單元。1代表只有單元內所有節點都在當前選擇中時才選擇單元。這樣避免了選中結構單元。
esel,r,real,,6 ! 在當前選擇集中,重選"外部接觸"對應的單元
sfedele,all,all,all ! 刪除重復的流體壓力滲透載荷。
allsel
sfe,all,2,pres,,-1 ! 先刪除默認的流體壓力滲透起點
nsel,s,node,,5 ! 選擇編號為5的結點
esln,s,0 ! 選擇與節點連接的單元
esel,r,real,,8 ! 選擇“內部接觸”接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“內部接觸” 接觸面流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,5121 ! 選擇編號為5121的結點
esln,s,0 ! 選擇與節點連接的單元
esel,r,real,,8 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“內部接觸” 目標面流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,5137 ! 選擇編號為5137的結點
esln,s,0 ! 選擇與節點連接的單元
esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,169 ! 選擇編號為169的結點
esln,s,0 ! 選擇與節點連接的單元
esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
nsel,s,node,,9184 ! 選擇編號為9184的結點
esln,s,0 ! 選擇與節點連接的單元
esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元
sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置
ALLSEL
第一段選中接觸單元,施加流體壓力滲透載荷;第二段刪除重復載荷,并刪除所有的默認起始點。(看圖可以發現,內部接觸和外部接觸的接觸單元定義有重復)
另外,施加流體壓力滲透載荷的分析過程中,一個不小心就會出現計算不收斂的情況。官方的案例在求解時添加了一個0.01的能量耗散率。經過試驗,這個案例模型還需要更大的能量耗散率才可以達到收斂。工程應用中,這個數值應該取能夠收斂的最小值,否則有點暴力 即使收斂了結果可能也不準確。
最后,這個案例的官方模型(oring.cdb,oring.dat)和ANSYS 2020R2版本的Workbench模型 (td3.wbpz)文件已上傳百度云。感興趣的小伙伴可以下載學習
鏈接:https://pan.baidu.com/s/1jV5n92aOfKYXveIEYl5L_A
提取碼:f450
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