本篇博文是一個(gè)過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析，用于模擬機(jī)械裝配過(guò)程中壓入式裝配過(guò)程。本篇是用ANSYS Workbench做的，后面會(huì)有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對(duì)該例子做分析。

【問(wèn)題描述】

如圖所示的三個(gè)零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內(nèi)圈，青色的稱為底座，內(nèi)圈和底座之間有0.07mm的過(guò)盈，現(xiàn)在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過(guò)程中米塞斯應(yīng)力的變化過(guò)程。

已知條件如下：

（1）兩個(gè)零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見(jiàn)下面的草圖部分)

（2）壓頭剛性，內(nèi)圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3

（3）接觸處：壓頭與內(nèi)圈之間是無(wú)摩擦的；內(nèi)圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數(shù)為0.2.

【張建華《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》，電子工業(yè)出版社，2012】

【問(wèn)題分析】

（1）分析類型。雖然有一個(gè)明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應(yīng)，從而使用靜力學(xué)分析。

（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開大變形開關(guān)；材料為線性。

（3）幾何建模。由于是軸對(duì)稱模型，使用軸對(duì)稱。

（4）邊界條件。底座的底邊沒(méi)有Y位移；壓頭下移57mm.

【分析過(guò)程】

（1）打開ANSYS WORKBENCH，創(chuàng)建靜力學(xué)分析模塊，并設(shè)置為2D分析類型。

（2）創(chuàng)建材料屬性，設(shè)置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.

（3）創(chuàng)建幾何模型。根據(jù)以下數(shù)據(jù)點(diǎn)，創(chuàng)建2D平面。

1—（35,145）；2 –（35,132）；3—（41,132）；4—（50.07,132）

5—（56,132）；6—（56,145）；7—（41,72）；8—（50.07,72）

9—（50,75）；10—（80,75）；11—（80,60）；12—（65,60）

13—（65,0）；14—（35,0）；15—（35,15）；16—（50,15）

（3）賦予幾何體屬性。點(diǎn)擊模型樹的Geometry，設(shè)置2D Behavior為軸對(duì)稱；這里，壓頭使用柔性體，方便創(chuàng)建接觸，也使用結(jié)構(gòu)鋼材料。

（4）設(shè)置對(duì)稱屬性。通過(guò)右擊Model，插入一個(gè)對(duì)稱模塊，并設(shè)置如下圖所示。

（5）創(chuàng)建接觸對(duì)。內(nèi)圈和底座為摩擦接觸，摩擦系數(shù)為0.2；壓頭和內(nèi)圈為無(wú)摩擦接觸。分別如下圖所示。

（6）劃分網(wǎng)格，設(shè)置面網(wǎng)格尺寸為0.003m。

（7）設(shè)置邊界條件。底座下面線設(shè)置為固定的邊界條件；壓頭上面線設(shè)置位移邊界，向下位移為0.057m.

（8）求解設(shè)置。打開大變形，其余保持默認(rèn)，開始求解。

（9）查看變形。

（10）查看米塞斯應(yīng)力。

【結(jié)果分析】

最后的結(jié)果對(duì)比分析，將在下一篇基于Solidworks/Simulation給出。

謝謝！

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【李祖吉】

來(lái)源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。