【APDL Showcase】套管包裹的多束線圈分析(梁-梁接觸)

    這個案例演示了三種方法來建模一個套管包裹的多束線圈。每個模型使用不同的單元類型和接觸類型:面對面接觸、梁對面接觸 和 梁對梁接觸。比較表明,采用梁-梁接觸的梁模型在簡化建模和減少計算時間方面具有最佳優勢。

重點展示以下特點和功能:

1、通過CONTA177 單元建立梁-梁和梁-表面的接觸

2、梁之間的內部接觸(Pipe單元內部嵌套Beam單元)

研讀分享不易,如果覺得本文有價值,請不吝點贊、關注!


圖片1.jpg

【簡介】

    多束(多線)線圈和多股電纜主要用于醫療設備和汽車工業。一個例子是可植入的導線,它可能是醫療設備的一部分,如心臟除顫器。通常對電纜和線束進行建模和彎曲分析來模擬實際物理行為。使用實體單元來分析這些類型的結構在計算成本上是昂貴的。此時,使用梁-梁接觸的梁模型通過簡化建模提供了快速和準確的解決方案。

【案例介紹】

     對上圖所示的套管包裹的多束線圈模型進行了彎曲分析。該結構由五絲金屬線圈嵌套在聚合物套管之內組成。該管長3.45 mm,外半徑為0.43 mm,內半徑為0.36 mm。線圈的導線半徑為0.05 mm,導線之間初始間隙為0.0125 mm。

    在每個模型中定義了兩個接觸對:一個是線圈之間自接觸對,一個是線圈和聚合物套管之間的接觸對。應用彎曲邊界條件,將管材和線圈的一端固定,另一端繞Y軸旋轉1.2弧度。

    定義了三種使用不同單元和接觸類型的模型,其主要區別見下表:

圖片2.jpg

    

    三種建模方式的簡圖如下圖所示:(對應編號)

圖片3.jpg

【核心命令流】

    本例中關鍵命令為設置CONTA177的單元關鍵字:

!!!!!!!!!!!!!!梁-梁(平行線圈之間)接觸單元關鍵字!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
et,2,177
keyopt,2,3,1   !梁-梁接觸狀態為平行,即梁平行于梁
keyopt,2,11,1  !考慮殼單元厚度
keyopt,2,14,2  !定義多個目標段與每個接觸檢測點交互。
keyopt,2,6,2
!!!!!!!!!!!!!!梁-面接觸單元關鍵字!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
et,4,177
keyopt,4,3,2   !包含所有接觸情況,包括梁-面接觸。
keyopt,4,11,1   
keyopt,4,6,2   
keyopt,4,14,2  
allsel,all

【計算結果】

    USUM位移云圖:

111.jpg

   VON-MISE應力云圖:

222.jpg

    由以上結果可見:除了方法1中由于應力集中造成最大MISE應力相對更大外,其他結果值與分布均大致相同。但這幾種方法的計算成本卻大不一樣由此可以看出用梁-梁接觸簡化模型的優越性。

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

8
8
1