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ANSYS Workbench移动滑块的动态接触分析

2021年03月06日 CAE 阅读 1,847 views 次

本文通过下图所示的两个滑块之间的相对滑动介绍在ANSYS Workbench中进行动态接触分析的方法。对应ANSYS Workbench中接触的相关理论可参考文章《ANSYS Workbench的接触控制方程(接触算法)及其适用范围》

1、模型介绍

上面的小立方体滑块在下面的长方体滑块上以1m/s的速度滑行,分析立方体滑块对长方体滑块的作用力大小,两个部件的材料均选用铝合金(Aluminium Alloy)。采用ANSYS Workbench的Transient Structural模块进行动态接触分析。

2、接触设置

对于多体部件当进入Mechanical模块时会在接触面上自动创建Bonded接触。在Connections - Contacts中选择自动创建的Bonded约束,并在下面的Type中将接触类型改为Frictional,并将小立方体的下表面设置为接触面(Contact Bodies),将长方体的上表面设置为目标面(Target Bodies),将摩擦系数(Friction Coefficient)设置为0.2.

frictional是ANSYS Workbench中有摩擦的接触类型。两个接触面之间既可以法向分离,也可以切向滑动。当切向外力大于最大静摩擦力后,发生切向滑动。一旦发生切向滑动后,会在接粗面之间出现滑动摩擦力,该滑动摩擦力根据正压力和摩擦系数来计算。此接触类型需要用户输入摩擦系数,可获得接触面附近的应力。可通过菜单Connections - Contact - Frictional施加。

3、划分网格施加边界条件

设置网格大小并进行网格划分,如果出现接触无法收敛的问题可以尝试细化接触区域的网格。对长方体下表面施加固定约束,通过菜单Environment - Inertial - Standard Earth Gravity施加标准的向下的重力加速度。

在小立方体的左侧面通过Tabular Data表格施加一个位移约束(Displacement),时间0时位移为0,1s时位移为15mm

4、瞬态分析设置

设置瞬态分析参数如下:结束时间(Step End Time)为1s,Initial Time Step为0.01s,Minimum Time Step为0.001s,Maximum Time Step为0.05s。

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