基于ANSYS mechanical APDL经典界面的过盈配合接触分析
1.题例
一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units,而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。钢块与钢销的弹性模量均为36e6,泊松比为0.3.
由于钢销的直径比销孔的直径要大,所以它们之间是过盈配合。现在要对该过盈配合进行仿真,得到过盈配合的应力。
2.建模
由于该问题关于两个坐标面对称,因此只需要创建四分之一模型进行分析即可。根据题例所给的模型尺寸创建几何模型。
根据题例设置材料属性:弹性模量36E6和泊松比0.3,材料为线弹性材料。由于两个接触体均是实体,采用实体单元类型SOLID185进行网格划分。将销轴半径的网格划分份数设置为3,销轴的弧线网格划分份数设置为4,其他默认。然后对两个实体均进行扫略网格划分。
3. 创建接触单元。
通过菜单Modeling – Create – Contact Pair打开Contact Manager接触管理器。
点击接触管理器上的Contact Wizard接触向导按钮开始创建接触。将接触目标(Target Surface)设置为Area,目标类型(Target Type)设置为Flexible,点击 pick target并选取销孔的四分之一孔面作为目标面。
选中后,在接触向导中按下【Next】。该对话框进一步要选择接触面,在这里选择钢销的四分之一圆柱面作为接触面。接触类型选择Surface-to-Surface面面接触。
选中后,在接触向导中按下【Next】,则弹出下面的对话框,它要进一步设置该接触对的属性,本例中将Coefficient of Friction设置为0.2。这里,包含了初始的渗透,使用的是1号材料,摩擦系数是0.2。