ansys接觸壓力的單位的案例
（公益貼）一文輕松掌握ANSYS/ls-dyna中材料單位制問題及單位制任意更換
在進行數值模型建立的過程中，大家首先會想我建模應該用什么單位制，材料單位制怎么確定，對于剛開始學有限元軟件的同學而言是一個比較頭疼的問題，我初學時也一樣，熟悉后就會對單位制會特別敏感，單位不統一就很快能發現。基于這個問題，本文詳細給大家梳理ls-dyna中單位制的選擇原理，并教大家如何任意更換模型的單位制。常用單位制表如下。
1.確定模型分析類型，采用的材料本構的類型。
對于所有模型而言，所有單位制其實都可以使用，前提是單位換算正確。但是對于金屬材料，其中存在溫度、比熱容等參數，大部分學者文獻常用的是mm ms kg GPa或mm s ton MPa單位。而對于爆炸沖擊、侵徹等案例來講，g cm Mbar（10的11次方pa）是文獻中常用的單位制，單位制的選擇基本上是看現有的案例中哪套用的多，我們就選哪套，這樣在引用參數的時候就不需要進行單位換算，避免計算出錯，如果計算過程中出現計算模型消失、計算時間加長、計算云圖沒反應大概率是單位制不統一的問題。
2.模型建立時單位制選擇
軟件中是沒有選項去要求用哪套單位制，單位制在心中統一使用就行。比如模型實際長3.45m，這種小數點多的尺寸模型，我會選擇mm去建模，在模型中輸入3450就可以，寬1.52m就輸入1520。對于建模及網格劃分過程中而言，長度單位制可以選擇自己熟悉的、方便建模的那套，建模過程中不用糾結單位制是哪套，因為后期生成k文件后可以任意修改單位制。
3.模型單位制的確定
拿到一個案例k文件，如何去馬上確定模型是采用的哪套單位制。首先拿尺子量一下模型的尺寸，如下圖所示。
a．這是一個掏槽爆破局部模型，量出來是345，是不會顯示單位的，如果了解這個案例，可以馬上知道實際尺寸為3.45m，那么此刻模型的長度單位制就是（345）cm。
展開 沖壓工藝仿真中界面接觸壓力計算精度研究
通過更改這些參量的類型或參數，考察其對穩定階段界面接觸壓力的影響。
單元類型的影響
殼單元是基于板殼理論，在厚度方向尺度遠小于其他方向的尺度時，把單元從3D簡化成2D就可以簡化大量預算而獲得比較準確的解。實體單元不引入板殼理論，直接計算位移、變形和力，當結構比較復雜時運算量非常大，但應用實體單元運算更為準確。
表1是在相同條件下工藝過程仿真中常用的BT殼單元和實體單元兩種單元得到的界面接觸壓力仿真數值，可以看出，兩種不同類型單元得到的結果幾乎相同。兩種單元得到相同的結果說明：在薄板仿真中，單元類型的選擇對界面接觸壓力仿真結果沒有影響。因此工程設計中滿足板殼理論的結構件可以直接采用默認的BT殼單元進行仿真，節省模型計算時間。
表1 Dynaform單元類型與接觸壓力的關系(單位：MPa)
板料網格大小的影響
圖3是不同板料網格大小情況下板料―凹模圓角界面接觸壓力對比情況，其他條件為壓邊力12MPa,BT殼單元，網格大小為0.25mm，采用5個積分點，虛擬沖壓速度2000mm/s。實踐表明：凹模圓角小于5mm時，先進高強鋼沖壓過程可能過早出現開裂；通過預先計算證明，DP590鋼所需最小壓邊力為12MPa，故本研究采用12MPa。從圖3可以看出，網格板料網格大小對接觸壓力仿真精度影響明顯，呈現出隨著板料網格變大，界面接觸壓力值也隨之增加的規律。從界面接觸壓力的原始數據中還可以看到：即使在平穩階段，界面接觸壓力并不連續，這表明Dynaform仿真結果并不精確，只能在工程設計中用平均結果預估磨損情況。
圖3 板料網格大小對接觸壓力的影響
模具網格大小影響
圖4為凹模圓角區網格大小對界面接觸壓力的影響，其他條件為壓邊力12MPa,BT殼單元，板料網格0.25mm，采用5個積分點，虛擬沖壓速度2000mm/s。
展開 家用無塔供水壓力開關與接觸器如何接線圖
家用無塔供水壓力開關有數顯和機械式彈簧調壓式的。數顯式的價格貴，控制接線比較多，而機械式的無塔供水壓力開關需要配一個壓力罐，它出廠默認0.14MPaMPa（1.4~2.8bar），低于1.4bar啟動，高于2.8bar停止（可在一定范圍之內微調）。這種壓力開關的①②是一組觸頭，③④是一組觸頭，水壓低時它們兩者之間都是常閉觸點，當水壓達到最大時，它們兩者之間就變成了常開觸點，這樣就相當于一個兩組的繼電器。但它可以控制最大功率為1.5KW的額定電壓為220V的單相交流電動機。適合家用功率不大的單相交流電動機供水使用。
如果要使用這種壓力開關控制帶載功率比較大的三相交流電動機，得配置一個適合對應功率大一點的三相交流接觸器，并且要求交流接觸器的吸合線圈電壓為380V，另外還要有三相斷路器（它也要根據電動機額定功率配置大1.25倍的）。
陶淵明《晉書陶潛傳》中的成語：“吾不能為五斗米折腰，拳拳事鄉里小人邪。”，接線圖本人就不給提問者畫了，搞一個實物接線示意圖給你，懂得它的一看就清楚知道，不然就會害人。
三相交流電源L1、L2、L3首先接斷路器的上輸入端，下端接到下圖中的電源端的L1、L2、L3，這些可以接在交流接觸器的輸入端的1、3、5，它的輸出端是2、4、6，再將它們接到三相交流電動機的接線盒中即可，如果接反了供水會小，則可以隨便更換電動機的兩相導線即可改變供水壓力。
交流接觸器吸合線圈一般都是標注為A1、A2，可以將接至壓力開關②、③接線端子上，再將壓力開關的①、④兩個接線端子接到交流接觸器的輸入端子的L1、L2中即可。
如果是有安裝一個儲水池或者是一個壓力罐，則可以采用浮球閥控制，或者是用指針式壓力表來控制交流接觸器，下面是一個指針式壓力表式的三相交流接觸器控制的自動恒壓供水的控制線路圖。
— END —
展開 過盈連接平均接觸壓力計算
1.理想狀態軸和套筒過盈配合平均接觸壓力計算
1.1.假定條件
1）包容件與被包容件處于平面應力狀態，即軸向應力為0；
2）包容件與被包容件在結合長度上結合壓力為常數；
3）材料的彈性模量為常數；
4）計算的強度理論，按變形能理論。
1.2.理論計算公式
1）包容件（套筒）直徑變化量e1
2）被包容件直徑變化量e2
3）有效過盈量δ
由上述公式可以得到，接觸壓力的理論計算公式如下
過盈連接計算用的符號含義如下所示
2.過盈配合平均接觸壓力有限元計算
Abaqus中，Interference fit負值表示過盈，正值表示間隙（注意定義過盈量時要使用幅值曲線）。如果要輸出接觸對的反力，需要在Step模塊中設置歷史變量輸出。
2.1.過盈接觸設置
2.2.邊界條件
取包容件與被包容件的一半進行建模，在截斷面處施加軸向約束。假設過盈連接段結合長度為100mm。
2.3.等效應力云圖
2.4.接觸壓強
2.5.接觸力
該過盈連接的接觸力為177kN，可計算得平均接觸壓強為14.09MPa。
來源：DeepFEA
展開 
ANSYS的單位
ANSYS 的單位制
ANSYS 軟件并沒有為分析指定系統單位，在結構分析中，可以使用任何一套自封閉的單位制（所謂自封閉是指這些單位量綱之間可以互相推導得出），只要保證輸入的所有數據的單位都是正在使用的同一套單位制里的單位即可。
所有的單位基本上都與長度和力有關，因此可由長度、力和時間（秒）的量綱推出其它的量綱，下面列出常用輸入數據的量綱關系：
面積＝長度2 體積＝長度3
慣性矩＝長度4 應力＝力/長度2
彈性模量（剪切模量）＝力/長度2 集中力＝力
線分布力＝力/長度 面分布力＝力/長度2
彎矩＝力×長度 重量＝力
容重＝力/長度3 質量＝重量/重力加速度＝力×秒/長度2
重力加速度＝長度/秒2 密度＝容重/重力加速度＝力×秒/長度2 4
例如
長度單位為mm，力單位為N 時，得出的一套單位如下：
質量＝重量/重力加速度＝力×秒/長度2
＝N×秒/mm＝（N×秒/m）×10 ＝kg×10 ＝Ton（噸）
應力＝力/長度=N/mm ＝（N/m ）×10 ＝MPa
可以根據自己的需要由上面的量綱關系自行修改單位系統，只要保證自封閉即可。
展開 ansys/ls-dyna 單位制的轉換
ansys/ls-dyna 單位制的轉換
單位轉換.pdf
單位制.docx
ANSYS中有關單位制的對應詳情。
ANSYS中有關單位制的對應詳情。
Ansys單位統一和總結（原創）
單位正解（本人在百度空間里發過此帖）
只要保證輸入的所有數據的單位都是正在使用的同一套單位制里的單位即可。
所有的單位基本上都與長度和力有關，因此可由長度、力和時間（秒）的量綱推出其它的量綱，下面列出常用輸入數據的量綱關系：
面積＝長度^2
體積＝長度^3
慣性矩＝長度^4
應力＝力/長度^2
彈性模量，剪切模量＝力/長度^2
集中力＝力
線分布力＝力/長度
面分布力＝力/長度^2
彎矩＝力×長度
重量＝力
容重＝力/長度^3
質量＝重量/重力加速度＝力×秒^2/長度
重力加速度＝長度/秒^2
密度＝容重/重力加速度＝力×秒^2/長度^4
例如長度單位為mm，力單位為N，時間為秒時，得出的一套單位如下：
1.質量 ＝重量/重力加速度＝力×秒^2 /長度
把m轉成毫米得：N×秒^2/mm＝10^3×N×秒^2/m＝10^3×kg＝Ton（噸）
2.應力 ＝力/長度^2
N/mm^2=
10^6*N/m^2＝10^6*Pa=MPa
3.彈性模量，剪切模量＝力/長度^2
N/mm^2=
10^6*N/m^2＝10^6*Pa=MPa
4.密度＝容重/重力加速度＝力×秒^2/長度^4
N×秒^2/mm^4＝10^12×N×秒^2/m^4
由于密度通用為kg/m^3, N=kg*m/秒.^2
N×秒^2/mm^4＝10^12×N×秒^2/m^4=10^12*kg/m^3=噸/mm^3
所以輸入密度時，就應該把kg/m^3,換成多少噸/mm^3 ！！
5.
重力加速度＝長度/秒^2=9800mm/秒.^2
展開 ANSYS workbench 循環對稱壓力容器靜力分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結構分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS workbench 壓力容器分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習壓力容器相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習壓力容器分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS接觸分析之三_ 接觸力的讀取
問題描述：在ANSYS中可以得到接觸面的法向接觸壓力，但是如何得到接觸力呢？
解決：使用Element Table功能
時間：2007-6-4
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
附件里面是兩個例子的對比，ContactForce_without_Curve為平面接觸，ContactForce_with_Curve為凹面接觸。
兩個例子都是底面Fixed,在TOP面施加1MPa的壓力。最后計算出來的結果在接觸面上的接觸力約為10，000N，可以認為反映了計算結果。
但是這里面有一些疑問，為什么讀取NIMS，58，59，60，61即實際接觸面積時得到的接觸力反而小？是否ANSYS自動對單元計算結果進行投影？
PS：C_Force為單元接觸法向壓力*單元實際接觸面積的總和
E_Force為單元接觸法向壓力*單元幾何面積的總和
本分析對需要使用實體代替梁分析接觸分析時，可初步解決如何提取軸力的問題。歡迎大家就此問題繼續探討下去。
幾何模型
[url=]
有限元模型
[url=]
Von Mises應力云圖
[url=]
接觸力結果
[url=]
ContactForce_Inputfiles.rar
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ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習壓力管道的三維模型處理
2、學習螺栓連接非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性靜結構分析步的建立
4、學習螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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220 基于matlab的考慮直齒輪熱彈耦合的動力學分析，輸入主動輪、從動輪各類參數，考慮潤滑油溫度、潤滑油粘度系數等參數，輸出接觸壓力、接觸點速度、摩擦系數、對流傳熱系數等結果。程序已調通，可直接運 ￥54.9
220 基于matlab的考慮直齒輪熱彈耦合的動力學分析，輸入主動輪、從動輪各類參數，考慮潤滑油溫度、潤滑油粘度系數等參數，輸出接觸壓力、接觸點速度、摩擦系數、對流傳熱系數等結果。程序已調通，可直接運行。
Ansys在壓力容器行業的典型應用（上）
壓力密封提高安全性
? 設計中的難點
‐ 井下操作一般是在高溫高壓性進行，如何在高壓情況下（15~20kpsi）提高井的密封性是工程師關注的問題
‐ 在密封時涉及彈性體和金屬密封件的大非線性變形
‐ 磨損后在流體壓力過高的情況下容易產生泄露
? Ansys技術方案
‐ 通過Ansys Mechanical強大的非線性結構求解器來了解密封壓力，從而改進高溫、高壓下密封設計；通過接觸進行流體壓力泄漏研究，能有效防止因漏油引起的大規模環境災害
‐ 通過Ansys CFD預測泄露物的擴散
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise + Ansys CFD Premium
螺栓
? 設計中的難點
- 螺栓連接的準確評估對于確保承壓和承重組件的可靠運行至關重要
? Ansys技術方案
‐ 基于Ansys結構仿真可以可以進行幾何非線性仿真，進行螺栓預緊工具設計，實現多步分析
‐ 更好地了解由于組裝和服務中加載而產生的連接行為
‐ 失效模式預測和評估
‐ 洞察超出設計條件的行為
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise
法蘭連接接觸分析
輸入條件
模型幾何參數、螺栓預緊力、內壓
仿真流程
結果與效果
緊固件承載情況，法蘭應力水平等
壓力容器法蘭螺栓螺紋疲勞壽命分析
輸入條件
壓力容器法蘭及連接螺栓在40種壓力工況和40種溫度工況下，考慮螺栓預緊力以及各部件之間的接觸，進行非線性熱-結構耦合應力分析。
展開 ANSYS壓力容器應力分析報告
ANSYS壓力容器應力分析報告
一. 設計分析依據
（1）《壓力容器安全技術監察規程》
（2）JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設計標準》（2005 確認版）
1.1 設計參數
表1 設備基本設計參數
1.2 計算及評定條件
(1) 靜強度計算條件
表2 設備載荷參數
注：在計算包括二次應力強度的組合應力強度時，應選用工作載荷進行計算，本報告中分別選用設計載荷進行進行計算，故采用設計載荷進行強度分析結果是偏安全的。
(2) 材料性能參數
材料性能參數見表3，其中彈性模量取自JB4732-95 表G-5，泊松比根據JB4732-95 的公式（5-1）計算得到，設計應力強度分別根據JB4732-95 的表6-2 和表6-6 確定。
表3 材料性能參數性能
(3) 疲勞計算條件
此設備接管a、c 上存在彎矩，接管載荷數據如表4 所示。
表4 接管載荷數據表
二. 結構壁厚計算
按照靜載荷條件，根據JB4732-95 第七章（公式與圖號均為標準中的編號）確定設備各
元件壁厚，因介質密度較小，不考慮介質靜壓，同時忽略設備自重。
1.筒體厚度
因Pc=2.97MPa<0.4KSm=0.4×1×134.8=53.92MPa，故選用JB4732-95 公式（7-1）計算筒體厚度：
3.開孔接管
接管開孔采用16MnⅡ厚壁管，結構見總圖及零件圖，各開孔厚壁管有效尺寸如表5 所示：
表5 接管有效尺寸
三. 結構有限元分析
按照JB4732-1995 進行分析，整個計算采用ANSYS軟件，建立有限元模型，對設備進行強度應力分析。
3.1 有限元模型
(1)上封頭部分
根據上封頭的結構特點和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學模型。
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