ansys模擬鋼絲繩的案例
基于ANSYS軟件的1+6鋼絲繩網(wǎng)格劃分策略及仿真
摘 要：首先在Creo2.0軟件中建立1+6鋼絲繩的三維模型，通過軟件接口將其導(dǎo)入ANSYS軟件。在ANSYS軟件中對鋼絲繩采用多層分割、網(wǎng)格密度漸變的網(wǎng)格劃分策略，對應(yīng)力集中點及需要提取研究區(qū)域的網(wǎng)格進行細化。通過提取鋼絲繩中間截面的應(yīng)力和位移分布云圖得到鋼絲繩的受力和運動特性，通過提取鋼絲繩中心絲和側(cè)絲接觸線上各節(jié)點在柱坐標下的位移得到中心絲和側(cè)絲的相對運動規(guī)律，為進一步研究鋼絲繩內(nèi)部的摩擦磨損提供參考。
關(guān)鍵詞：1+6鋼絲繩;網(wǎng)格劃分策略;應(yīng)力分布;運動分析;
0 引 言
鋼絲繩具有質(zhì)量輕、承載大、工作平穩(wěn)等特點，廣泛地應(yīng)用于各種工業(yè)場合，運輸領(lǐng)域的港口集裝箱吊裝設(shè)備、建筑領(lǐng)域的塔式起重機、機械領(lǐng)域的車間行車、生活中的電梯無不彰顯鋼絲繩的優(yōu)勢。鋼絲繩由于具有復(fù)雜的螺旋捻制結(jié)構(gòu)，內(nèi)部鋼絲之間存在非線性接觸特征，常規(guī)的理論計算無法準確獲取鋼絲繩內(nèi)部的力學(xué)和運動特性，因此本文主要借助有限元仿真軟件ANSYS對其進行研究。ANSYS有限元軟件廣泛應(yīng)用于機械領(lǐng)域，不僅能夠進行簡單的靜力學(xué)仿真計算，還能夠進行非線性的力學(xué)仿真求解[1]。本文主要針對1+6鋼絲繩進行研究，具體分析鋼絲繩有限元建模方法和鋼絲繩內(nèi)部鋼絲受力和運動情況。該研究方法對于復(fù)雜的異形股、多層股等不同類型的鋼絲繩同樣適用。
1 1+6鋼絲繩有限元模型
1.1 三維模型導(dǎo)入
1+6鋼絲繩具有螺旋捻制特征，其側(cè)絲的幾何生成曲線含有一次螺旋線[2],如圖1所示。ANSYS軟件中直接建立螺旋結(jié)構(gòu)體較為麻煩，因此可以借助三維軟件Creo2.0進行建模。將Creo2.0軟件中建立的鋼絲繩的三維模型保存為igs格式，應(yīng)用ANSYS軟件中的/AUX15接口導(dǎo)入到ANSYS軟件進行分析。
展開 基于ANSYS Workbench軟件Convergence工具判定求解收斂的簡例——【鋼絲繩赫茲接觸分析】
基于ANSYS Workbench軟件Convergence工具判定求解收斂的簡例-【鋼絲繩赫茲接觸分析】
本文以“鋼絲繩赫茲接觸分析”為例，講解如何采用Convergence工具判定求解收斂的方法。
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網(wǎng)格劃分的細密程度與單元的選擇對于求解的精確程度具有相當(dāng)大的影響，不少帖子都曾經(jīng)撰寫過相關(guān)文章的比較，例如包括網(wǎng)格劃分的細密，單元的選擇，子模型的使用，應(yīng)力奇異的判定等，這里通Convergence工具來自動判定網(wǎng)格的細密程度，得到一個收斂解。
技術(shù)鄰咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
模型幾何
接觸關(guān)系
初始網(wǎng)格劃分
邊界條件
設(shè)置求解后處理，等效應(yīng)力引入Convergence，判定收斂，判定量為2%以內(nèi)收斂。
通過上圖1-6的求解過程比對可知，初始網(wǎng)格的等效應(yīng)力隨著節(jié)點數(shù)量和單元的增加，應(yīng)力逐步穩(wěn)定，得到收斂的穩(wěn)定解。且穩(wěn)定解的應(yīng)力明顯比粗糙網(wǎng)格應(yīng)力高，符合赫茲接觸。
收斂解與初始網(wǎng)格定義的網(wǎng)格密度比對
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