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Ansys WorkBench 錐螺紋靜力分析
WorkBench中的Bolt Thread可以使用簡(jiǎn)單的面接觸對(duì)來(lái)模擬螺紋聯(lián)接,但是僅限于普通螺紋聯(lián)接,如果是錐螺紋聯(lián)接就必須使用實(shí)際的螺紋聯(lián)接進(jìn)行分析。
螺紋聯(lián)接是復(fù)雜曲面,直接導(dǎo)入后打開系統(tǒng)默認(rèn)無(wú)法處理會(huì)不予以顯示,需要在導(dǎo)入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型,再雙擊Model進(jìn)入分析模塊。
模型由三個(gè)零件組成,螺栓、螺母和墊板。剖開模型即可看到螺栓與螺母上的螺紋聯(lián)接。
錐度1:16。
材料使用默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼(Structural Steel)。
螺母與墊板、螺栓與墊板之間的接觸都是有摩擦接觸,接觸面使用系統(tǒng)默認(rèn)。
點(diǎn)擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 1/ Contact Region 2> Definiton > Type:Frictional;Friction Coefficient:0.15。
螺紋聯(lián)接需要設(shè)置接觸面,系統(tǒng)默認(rèn)的接觸面過于繁雜,有些面并沒有接觸到。在螺紋聯(lián)接中,往往只有一側(cè)面受力。
根據(jù)上圖中的接觸圖選中相應(yīng)面設(shè)置螺紋聯(lián)接的接觸。
點(diǎn)擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 3>Scope > Contact 和Target選擇相應(yīng)的面。
展開 如何快速在ANSYS Mechanical中模擬螺紋連接
結(jié)構(gòu)連接中采用螺紋連接應(yīng)用非常廣泛,通常我們?cè)谶M(jìn)行有限元分析時(shí),會(huì)將螺栓簡(jiǎn)化成光桿或者甚至是一根梁。但是對(duì)于一些關(guān)鍵的螺紋連接,當(dāng)我們需要考慮螺紋處的應(yīng)力分布時(shí),往往需要將螺紋細(xì)節(jié)特征建立好,然后進(jìn)行仿真。由于螺紋本身細(xì)節(jié)特征較多,為保證求解精度,網(wǎng)格會(huì)非常多,這將大大降低求解效率。
ANSYS 15.0之后的版本中,增加了虛擬螺紋功能。在進(jìn)行螺紋模擬時(shí),我們不用建立精細(xì)化的螺紋模型就可以得到螺紋處精確的應(yīng)力分布,非常便捷。我們以某拉桿為例,介紹虛擬螺紋具體設(shè)置方法。
1. 拉桿結(jié)構(gòu)如下圖所示,與外部螺母采用螺紋連接,建模時(shí)我們忽略螺紋特征,將螺紋處建成光面。
2. 選擇拉桿外表面為接觸面,螺孔內(nèi)表面為目標(biāo)面,接觸類型為不分離。
3. 在接觸屬性中,設(shè)置螺紋具體參數(shù):如中徑、螺距、牙型角等。
4. 對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,需要注意的是,螺紋處網(wǎng)格需要細(xì)化,一般網(wǎng)格尺寸不超過1/4螺距。
5. 對(duì)模型進(jìn)行加載并求解,可以查看到螺紋處的應(yīng)力分布,如下圖所示。
6. 我們建立詳細(xì)的螺紋模型,進(jìn)行求解。計(jì)算結(jié)果如下所示,可以看到虛擬螺紋模型與詳細(xì)螺紋模型計(jì)算的結(jié)果基本保持一致。
來(lái)源:安世亞太
展開 如何快速在ANSYS Mechanical中模擬螺紋連接?
結(jié)構(gòu)連接中采用螺紋連接應(yīng)用非常廣泛,通常我們?cè)谶M(jìn)行有限元分析時(shí),會(huì)將螺栓簡(jiǎn)化成光桿或者甚至是一根梁。但是對(duì)于一些關(guān)鍵的螺紋連接,當(dāng)我們需要考慮螺紋處的應(yīng)力分布時(shí),往往需要將螺紋細(xì)節(jié)特征建立好,然后進(jìn)行仿真。由于螺紋本身細(xì)節(jié)特征較多,為保證求解精度,網(wǎng)格會(huì)非常多,這將大大降低求解效率。
ANSYS 15.0之后的版本中,增加了虛擬螺紋功能。在進(jìn)行螺紋模擬時(shí),我們不用建立精細(xì)化的螺紋模型就可以得到螺紋處精確的應(yīng)力分布,非常便捷。我們以某拉桿為例,介紹虛擬螺紋具體設(shè)置方法。
1. 拉桿結(jié)構(gòu)如下圖所示,與外部螺母采用螺紋連接,建模時(shí)我們忽略螺紋特征,將螺紋處建成光面。
2. 選擇拉桿外表面為接觸面,螺孔內(nèi)表面為目標(biāo)面,接觸類型為不分離。
3. 在接觸屬性中,設(shè)置螺紋具體參數(shù):如中徑、螺距、牙型角等。
4. 對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分,需要注意的是,螺紋處網(wǎng)格需要細(xì)化,一般網(wǎng)格尺寸不超過1/4螺距。
5. 對(duì)模型進(jìn)行加載并求解,可以查看到螺紋處的應(yīng)力分布,如下圖所示。
6. 我們建立詳細(xì)的螺紋模型,進(jìn)行求解。計(jì)算結(jié)果如下所示,可以看到虛擬螺紋模型與詳細(xì)螺紋模型計(jì)算的結(jié)果基本保持一致。
展開 【靜力分析】Ansys WorkBench “等強(qiáng)度”螺紋聯(lián)接之內(nèi)錐螺母靜力分析 ¥50
長(zhǎng)期以來(lái),人們應(yīng)用普通螺紋聯(lián)接時(shí)主要考慮螺紋副旋合長(zhǎng)度和部分長(zhǎng)度的螺紋承受載荷,如果要使螺紋副旋合長(zhǎng)度內(nèi),全部螺紋承受載荷,需要螺紋副的旋和精度非常高,也會(huì)使成本驟漲,于此同時(shí)無(wú)論是多么高精度的螺紋,都不可避免存在螺旋線誤差和牙型角誤差,不可能使全部螺紋承受載荷。所以需要另辟蹊徑,通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得螺紋聯(lián)接達(dá)到“等強(qiáng)度”的效果。
之前有分析過的錐螺紋聯(lián)接,螺栓和螺母上都是有錐度的螺紋,應(yīng)力集中在前兩圈螺紋上。本次的“等強(qiáng)度”螺紋聯(lián)接中螺母是具有錐度的螺紋,而螺栓是普通螺紋。螺栓的下端與內(nèi)錐螺母的下端(小直徑)旋合在一起,在不受力的情況下,螺母的上端(大直徑)和螺栓的上端是不接觸的,并且從下端到上端間隙逐漸增大;受力后,應(yīng)力先從下端出現(xiàn),逐漸延伸到上端。
以下是內(nèi)錐螺母與普通螺母的螺紋聯(lián)接區(qū)別,左邊是內(nèi)錐螺母,截取中間部分螺母和螺栓沒有接觸;而右邊是普通螺母,截取中間部分螺母和螺栓有一側(cè)的面是接觸的。
螺紋聯(lián)接是復(fù)雜曲面,直接導(dǎo)入后打開系統(tǒng)默認(rèn)無(wú)法處理會(huì)不予以顯示,需要在導(dǎo)入模型后雙擊Geometry在SCDM中打開生成模型,再雙擊Model進(jìn)入分析模塊。
模型由三個(gè)零件組成,螺栓、內(nèi)錐螺母(錐度1:100)和墊板。
展開 
Ansys WorkBench “等強(qiáng)度”螺紋聯(lián)接之內(nèi)錐螺母靜力分析
螺紋聯(lián)接需要設(shè)置接觸面,系統(tǒng)默認(rèn)的接觸面過于繁雜,對(duì)于內(nèi)錐螺母來(lái)說,只會(huì)有一側(cè)面受力。
根據(jù)內(nèi)錐螺母的接觸圖選中相應(yīng)面設(shè)置螺紋聯(lián)接的接觸。
點(diǎn)擊A4下Connections > Contacts > Contact Region 3>Scope > Contact 和Target選擇相應(yīng)的面。
Definiton > Type:Frictional;Friction Coefficient:0.15。
下圖中螺栓和螺母同角度看過去,可以看到螺栓上的接觸面(藍(lán)色面),而螺母上的接觸面與螺栓接觸面相對(duì),在這個(gè)角度無(wú)法看到。
設(shè)置整體模型的網(wǎng)格尺寸,
右鍵Mesh > Insert > Sizing > 選中所有模型 > Apply;Element Size:1mm。
設(shè)置接觸區(qū)域的網(wǎng)格尺寸,將其細(xì)化,
右鍵Mesh > Insert > Contact Sizing > Contact Region:選擇螺紋聯(lián)接區(qū)域;Element Size:0.2mm。
設(shè)置固定約束,
點(diǎn)擊A5 > Support > Fixed Support > 選中螺母底面 >Apply 。
展開 35 Ansys Workbench工程應(yīng)用之——結(jié)構(gòu)非線性(下):狀態(tài)非線性(5)螺紋連接
參考文獻(xiàn):
[1]《機(jī)械設(shè)計(jì)》——濮良貴、紀(jì)名剛
[2]《Ansys Workbench有限元分析實(shí)例詳解》——周炬、蘇金英
[3] ANSYS 2022幫助文件
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ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題
來(lái)源于:ANSYS官網(wǎng)
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(二)
3、如何在Maxwell current激勵(lì)下設(shè)置電流突變(=0)設(shè)置?
定義一個(gè)變量zerotime
定義電流源帶變量
5*1.414*sin(2*pi*180*time+53.7*pi/180)*pwl(zerotime,time)
輸出/輸入電流波形,在0.0055s 時(shí)電流變?yōu)?.
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(一)
一,Maxwell激勵(lì)設(shè)置問題:
1、Maxwell 3D如何出現(xiàn)“Current leak to the air”的報(bào)錯(cuò)信息?
問題描述:
當(dāng)Maxwell3D仿真模型里面包含空心線圈的時(shí)候,有時(shí)候會(huì)報(bào)“Current leak to the air”的錯(cuò)誤信息,截圖如下:
錯(cuò)誤原因:
這是軟件的一個(gè)Bug,在V15之前直接報(bào)錯(cuò),不提供錯(cuò)誤信息;V16以后,提供報(bào)錯(cuò)信息。
解決辦法:
空心線圈不要建立成360全模型,可以包含一個(gè)非常小的空隙。
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(四)
問題描述:
3D模型軸向拉伸生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格
解決辦法:
利用3D“Clone mesh”技術(shù),通過拉伸生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設(shè)置完成以后,運(yùn)行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向?qū)ΨQ部件,然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質(zhì)量3D均勻網(wǎng)格。
來(lái)源于:ANSYS官網(wǎng)
展開 ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(二)
問題描述:
3D模型軸向拉伸生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格
解決辦法:
利用3D“Clone mesh”技術(shù),通過拉伸生成高質(zhì)量均勻網(wǎng)格
★ 在“Band”部件右鍵單擊“Assign mesh operation->CylindricalGap treatment”,完成后在“Project Manager->Mesh Operations->CylindricalGaps1”中勾選“Clone Mesh”
★ 設(shè)置完成以后,運(yùn)行“Apply Mesh Operations”選中任意軸向?qū)ΨQ部件,然后右鍵“Plot Mesh”即可得到高質(zhì)量3D均勻網(wǎng)格。
來(lái)源于:ANSYS官網(wǎng)
展開 
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(一)
外電路中定義變量
導(dǎo)出sph網(wǎng)表文件
在Maxwell中導(dǎo)入外電路sph網(wǎng)表文件
在Maxwell中重新定義變量
3、如何在Maxwell current激勵(lì)下設(shè)置電流突變(=0)設(shè)置?
ANSYS知識(shí)庫(kù) | Maxwell激勵(lì)設(shè)置及網(wǎng)格剖分設(shè)置問題(三)
RMxprt一鍵有限元設(shè)置為15°。
『原創(chuàng)』ANSYS的單位在哪可以看見和設(shè)置,F(xiàn)LOTRAN模塊中,流通導(dǎo)熱系數(shù)怎么設(shè)置?
本人正在做論文,初學(xué)ANSYS不久,現(xiàn)向大家求教
ANSYS的單位在哪可以看見和設(shè)置,F(xiàn)LOTRAN模塊中,流體導(dǎo)熱系數(shù)怎么設(shè)置?
另在一個(gè)二維的圓環(huán)流體模型中,我設(shè)置了內(nèi)圓環(huán)邊界流體速度,那么外圓環(huán)流體速度還要設(shè)置嗎?
ANSYS知識(shí)普及系列17——ANSYS/LS-DYNA常用的材料模型參數(shù)設(shè)置
本人準(zhǔn)備出一個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列,將有用的網(wǎng)上資料歸攏,由于知識(shí)水平有限,不對(duì)之處請(qǐng)諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享,讓我們共同完成這個(gè)ANSYS知識(shí)普及系列。
編輯人:技術(shù)鄰ANSYS專家
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作者:Jeffery大跨空間結(jié)構(gòu)
ANSYS/LS-DYNA常用的材料模型參數(shù)設(shè)置
1.紫銅(johnson_cook)
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