ansys軸對稱過盈配合的案例
ANSYS workbench過盈配合分析案例 ￥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、學習三維模型的繪制
2、學習過盈配合分析相關的材料參數設置
3、學習靜力學分析步的建立
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench過盈配合分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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Ansys_過盈配合接觸設置
Ansys_過盈配合接觸設置
過盈配合在機械產品的裝配中使用相當普遍,譬如軸與軸承,軸與軸瓦,汽車的制動盤等,都是通過一定的過盈量來使兩個裝配部件緊密連接起來。
下面討論如何在ANSYS中正確地模擬過盈配合。過盈配合在有限元分析中是一種典型的非線性接觸行為。在有限元分析中設定了接觸，從本質上來講就是對相互接觸的兩個部件施加了某種約束，不同的接觸算法對于接觸約束的處理方法有所不同。接觸約束的理論算法的選擇，在ANSYS中是通過設置contact 單元的KEOPT(2)選項來實現的。在ANSYS中目前主要有5種接觸約束算法
Ansys_過盈配合接觸設置.pdf
展開 ANSYS Workbench結構過盈配合分析
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實例介紹
過盈配合是一種常見的裝配方式，那么過盈配合問題也是結構計算中的一類比較常見的問題。在本實例中，如圖1所示，模型由兩個零件裝配組成，兩者存在過盈量，基于ANSYS Workbench的結構靜力學模塊，使用直接接觸和接觸處理兩種方法，來對過盈配合進行計算。
圖1 過盈配合計算模型
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直接接觸法
我們首先使用直接接觸法，來處理過盈配合的問題。
Ansys WB軸孔過盈配合仿真分析
本期通過一個簡單實例來介紹怎么通過ANSYS Workbench有限元分析工具來模擬過盈配合。
問題描述：一個圓環與空心軸過盈連接，過盈量2mm(半徑方向)。求圓環與軸的最大變形，和最大等效應力。
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分析模型
模型通過WB DM(DesignModeler)繪制。如下圖所示。從外到內，直徑依次是100、70、45mm。拉伸厚度為18、10mm。材料鋼。注意建模時：圓環的內徑等于空心軸的外徑。
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分析流程圖
添加了幾何模型和靜力學兩個模塊。
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接觸
靜力分析模塊Static Structural會自動將所有低于某一特定值的間隙識別為綁定接觸（bonded）,這需要自己手動修改接觸類型為摩擦接觸（Frictional）；Contact和target分別為空心軸的外表面和圓環的內表面；然后添加摩擦系數這里設為0.2。然后輸入過盈量offset 2mm。(過盈輸入正值，間隙輸入負值) 接觸設置如下圖所示。
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網格
這個幾何模型外形很規范可以將模型網格劃分得規則一些，以便提高計算準確性。方法：對這兩零件使用掃描方式劃分，發現效果并不滿意，然后再次劃分選擇兩零件的邊線進行等分80份。設置如下圖。
劃分效果如下：
注：由于該模型單元數量少，并不會給計算機造成多大的負擔，而且節點排列規則有助于提供精度。
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ANSYS workbench O型圈過盈配合接觸分析 ￥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
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習O型圈過盈配合的三維模型處理
2、學習O型圈過盈配合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O型圈過盈配合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 O型圈過盈配合接觸分析。
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計算過盈配合的3種方法及比較
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本文共計1834字，閱讀時間預計6分鐘
編者按
過盈配合問題是應力分析中一類常見的問題。在ANSYS Workbench中可以通過多種方法計算過盈配合應力，作者通過一個典型算例，對三種典型計算方法進行分享和討論，這三種方法依次是：接觸界面處理方法、約束方程法、直接接觸分析法。
接觸界面處理方法
在ANSYS Workbench中，可以利用非線性接觸類型的Interface Treatment功能來計算過盈配合應力。下面以一個算例介紹有關的實現方法。
如下圖所示，兩個尺寸為0.1×0.1×0.5m的長方體，材質為結構鋼，E=2e11Pa，泊松比為0。在交界面處建立一個frictionless接觸，Part1（右側的實體）的左端面為接觸面，Part2（左側的實體）的右端面為目標面。
展開 Ansys Workbench計算過盈配合的3種方法及比較
過盈配合問題是應力分析中一類常見的問題。在ANSYS Workbench中可以通過多種方法計算過盈配合應力，本文通過一個典型算例，對三種典型計算方法進行分享和討論，這三種方法依次是：接觸界面處理方法、約束方程法、直接接觸分析法。
接觸界面處理方法
在ANSYS Workbench中，可以利用非線性接觸類型的Interface Treatment功能來計算過盈配合應力。下面以一個算例介紹有關的實現方法。
如下圖所示，兩個尺寸為0.1×0.1×0.5m的長方體，材質為結構鋼，E=2e11Pa，泊松比為0。在交界面處建立一個frictionless接觸，Part1（右側的實體）的左端面為接觸面，Part2（左側的實體）的右端面為目標面。
位移約束方面，左側長方體的左端面、右側長方體的右端面設為固定約束，通過改變接觸界面調整選項Interface treatment，設置為Offset=1.0mm，如下圖所示。
計算上述問題，得到計算結果如下。
l 左側長方體的Z向變形分布如下圖所示，其右端為受壓的Z向位移，數值為0.49123mm。
l 左側長方體的軸向應力（Z向正應力）分布如下圖所示，其數值為-196.49MPa（壓應力）。
l 右側長方體的Z向變形分布如下圖所示，其左端也為受壓的Z向位移，其數值為-0.49123mm。
l 右側長方體的軸向應力（Z向正應力）分布如下圖所示，其數值也為-196.49MPa（壓應力）。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ABAQUS做的，后面會有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（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；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。內圈和底座為變形體，而壓頭為剛體。為了保證收斂，一開始就讓內圈伸入到底座3mm。此外，為了免去裝配時調整裝配位置的麻煩，首先創建一個草圖，在該草圖中創建壓頭，內圈和底座的剖面，保證初始的裝配位置，然后使用該草圖分別創建三個部件。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；為保證計算收斂，壓頭兩次下移，第一次0.001mm,第二次到57mm.
【分析過程】
1. 創建草圖。
創建一個草圖如下：
其中1-2-3-4-5-6：封閉的矩形是壓頭；3-4-8-7粉筆的矩形是內圈；9-10-11-12-13-14-15-16封閉的多邊形是底座。
展開 方法技巧 | Ansys Workbench計算過盈配合的3種方法及比較
過盈配合問題是應力分析中一類常見的問題。在ANSYS Workbench中可以通過多種方法計算過盈配合應力，本文通過一個典型算例，對三種典型計算方法進行分享和討論，這三種方法依次是：接觸界面處理方法、約束方程法、直接接觸分析法。
接觸界面處理方法
在ANSYS Workbench中，可以利用非線性接觸類型的Interface Treatment功能來計算過盈配合應力。下面以一個算例介紹有關的實現方法。
如下圖所示，兩個尺寸為0.1×0.1×0.5m的長方體，材質為結構鋼，E=2e11Pa，泊松比為0。在交界面處建立一個frictionless接觸，Part1（右側的實體）的左端面為接觸面，Part2（左側的實體）的右端面為目標面。
位移約束方面，左側長方體的左端面、右側長方體的右端面設為固定約束，通過改變接觸界面調整選項Interface treatment，設置為Offset=1.0mm，如下圖所示。
計算上述問題，得到計算結果如下。
左側長方體的Z向變形分布如下圖所示，其右端為受壓的Z向位移，數值為0.49123mm。
左側長方體的軸向應力（Z向正應力）分布如下圖所示，其數值為-196.49MPa（壓應力）。
右側長方體的Z向變形分布如下圖所示，其左端也為受壓的Z向位移，其數值為-0.49123mm。
右側長方體的軸向應力（Z向正應力）分布如下圖所示，其數值也為-196.49MPa（壓應力）。
展開 AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機轉子應力仿真 ￥10
AnsysWB-基于過盈配合的BWM_i3電機轉子應力仿真
1.模型包含電機轉子鐵心和轉軸
2.轉子鐵心與轉軸施加過盈接觸配合
3.轉軸施加峰值扭矩250Nm的載荷
4.評估轉子鐵心和轉軸的應力和變形情況
5.參考時請考慮仿真模型與實際模型存在的偏差
ANSYS與ABAQUS比較之實例5---過盈配合問題的接觸分析2
本篇博文是一個過盈配合問題的接觸分析，用于模擬機械裝配過程中壓入式裝配過程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對該例子做分析。
【問題描述】
如圖所示的三個零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內圈，青色的稱為底座，內圈和底座之間有0.07mm的過盈，現在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過程中米塞斯應力的變化過程。
已知條件如下：
（1）兩個零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內圈之間是無摩擦的；內圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎入門與案例精通》，電子工業出版社，2012】
【問題分析】
（1）分析類型。雖然有一個明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應，從而使用靜力學分析。
（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；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對稱模型，使用軸對稱。
（4）邊界條件。底座的底邊沒有Y位移；壓頭下移57mm.
【分析過程】
（1）打開ANSYS
WORKBENCH，創建靜力學分析模塊，并設置為2D分析類型。
（2）創建材料屬性，設置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.
（3）創建幾何模型。根據以下數據點，創建2D平面。
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Ansys Workbench工程應用之——結構非線性（下）：狀態非線性（4）過盈配合
1.2 幾何模型過盈
在彈性銷與孔的配合、軸與軸孔的配合、孔與孔卡的配合、橡膠密封圈配合等場合，相互配合的零件基本尺寸也不同，以軸卡為例，配Φ25軸的軸卡基本尺寸為Φ23.2，通過彈性變形消除較大的過盈。
這時我們建模時一般也會按基本尺寸建模，軸卡與軸的CAD模型之間便有較大的過盈，在WB中設置接觸后直接計算即可。但是需要注意的是，應檢查界面數字偏移，建議使用“添加偏移，斜坡效果”，偏移量設置為0，斜坡效果表示模型的過盈量在第一載荷步中逐漸增加，而不是一開始便添加模型的全部過盈量。
不管是使用界面調整還是模型過盈，工程師都應檢查初始穿透量是否等于我們要計算的過盈量，并且過盈量在彈球半徑內。
2 如何求得較精確解？
過盈計算嚴重依賴于穿透量，純罰函數算法或增廣拉格朗日算法（程序默認）都是基于罰剛度，即
F=KX，或F=KX+λ
其中K即為法向剛度，X為法向穿透量，λ為常數。這種算法必然或產生殘余穿透，為了減小穿透量，可以增加剛度K值，也可以減小穿透容差【X】，但是減小【X】容易造成計算量增加和不收斂，所以一般增加K值。程序默認實體接觸的K為1，建議最終調到5~10，這將在實例1中詳解。
更推薦的方法是使用法向拉格朗日（拉格朗日乘子）算法。拉格朗日乘子法在法向不需要接觸剛度，該方法將接觸牽引力作為額外的自由度添加到模型中，可以得到0或者接近0的穿透量。與增廣拉格朗日方法相比，它通常會增加計算成本。
實例1 軸對稱模型計算軸孔過盈配合
Step1 建模。
建立靜力學算例，單位為mm。
在DM中建立如下草圖，由于是軸對稱模型，所以需要所有草圖在X正方向。軸與孔的尺寸為Φ25，軸長50，孔環長10。
使用概念——草圖表面生成凍結面體。
對算例模型屬性設置為2D。
Step2 定義接觸。
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