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【Mechanical案例02】拧扳手

2月前浏览719

概述


       

本案例问题:

  • 扳手与螺钉采用no separation接触

  • 网格单元尺寸:3mm

  • 固定约束Fixed support、无摩擦约束Frictionless supports、位移Displacement

  • 查看Total Deformation、Equivalent Stress、Safety Factor

1约束类型

1.固定约束(Fixed support):

  • 在顶点,边缘或面上约束所有自由度;

  • 对于实体,限制X,Y和Z的平移:

  • 对于壳和梁,限制X,Y和Z的平移和转动。

2.给定位移(Displacement):

  • 在顶点,边缘或面上给定已知的位移;

  • 允许在X,Y和Z方向给予强制位移;

  • 输入“0”代表此方向上即被约束;

  • 不设定某个方向的值则意味着实体在这个方向上自由运动。

  • 用于在点,边或面上施加已知位移,该约束允许给出X,Y,Z方向上的平动位移(在自定义坐标系下),当为“0”时表示该方向是受限的,当空白时表达该方向自由。

3.无摩擦约束(Frictionless Support):

  • 在面上施加法向约束:

  • 对于实体,这个约束可以用施加一个对称边界条件来实现,因为对称面等同于法向约束。

4.圆柱面约束(Cylindrical Support);

  • 施加在圆柱表面;

  • 用户可以指定是轴向,径向或者切向约束;

  • 仅仅适用于小变形(线性)分析。

5.弹性约束(Elastic Support):该约束允许在面,边界上模拟类似弹簧的行为,基础的刚度为使基础产生单位法向偏移所需要的压力。

6.仅有压缩的约束(Compression only Support):该约束只能在正常压缩方向施加约束,它可以用来模拟圆柱面上受销钉,螺栓等的作用,求解时需要进行迭代。

7.简单约束(Simple Supported):可以将其施加在梁或壳体的边缘或者顶点上,用来限制平移,但是允许旋转并且所有旋转都是自由的。

8.转动约束(Fixed Rotation):可以将其施加在梁或壳体的边缘或者顶点上。与简单约束相反,它用来约束旋转,但是不限制平移。

2接触类型

1.bonded.使用绑定以后,在接触面或者接触边之间不存在切向的相对滑动或者法向的相对分离。这是缺省的接触类型,适用于所有的接触区域(实体接触,面接触,线接触)。

2.no separation.与绑定类似。在接触面或者接触线之间不允许发生法向的相对分离,但是允许发生少量的切向无摩擦滑动。
3.frictionless:用于模拟无摩擦的单边接触。所谓单边接触,就是说,一旦两个物体之间出现了分离,则法向力就为零。因此当外力发生改变时,接触面之间可能会分开,也可能会闭合。这种情况下假设摩擦系数为零,即当发生切向相对滑动时,没有摩擦力。
4.rough:与无摩擦接触类型相似。它模拟非常粗糙的接触,保证两个物体之间只是发生静摩擦,而不会发生切向的滑移,从而不会产生滑动摩擦。它相当于在两个物体之间施加了无限大的摩擦系数。
5.frictional:有摩擦的接触。这是最实际的情况,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,该滑动摩擦力要根据正压力和摩擦系数来计算。此时需要用户输入摩擦系数。
6.forced frictional sliding:该选项只对刚体动力学适用。它与frictional类型类似,只是没有静摩擦阶段。此时,系统会在每个接触点上施加一个切向的阻力。该切向阻力正比于法向接触力。

注:ANSYS 新版本中,有可能出现无法求解的问题,在Static Structural分析中进入model的模式后如下图所示,取消勾选distridube Solution才可以进行求解。


来源:CFD仿真区
ACTMechanicalDeformUG螺栓ANSYS
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-13
最近编辑:2月前
濮小川CFD
硕士 心不唤物,物不至!
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