ANSYS Workbench 弹簧线圈（螺旋线）挤压变形分析 - 完整案例分析

这是 ANSYS 工程实战 第 65 篇文章

问题描述：

      使用千分尺测弹簧尺寸，分析千分尺头对弹簧变形影响。

1. 仿真模型及前期设置

模型简化：主要包括弹簧和千分尺上下夹头。

图1 仿真模型

材料参数设置：千分尺上夹头的材料参数设置如图 2。

图 2 夹头材料参数设置

千分尺下夹头的材料参数设置：

图 3 夹头材料参数设置

中间被挤压弹簧线圈材料参数设置：

图 4 弹簧线圈材料参数设置

接触设置：弹簧线圈和千分尺下夹头接触设置，这里可以使用 bonded 功能。

图 5 挤压杆与支撑杆接触设置

弹簧线圈和千分尺上夹头接触设置，使用bonded功能。

图 6 夹头与弹簧线圈接触设置

网格划分：三个模型的网格大小都设置为 0.1mm。

图 7 模型网格

边界设置：支撑杆如图 8 ，千分尺下夹头底面设置全约束。

图 8 固定约束

位移载荷：弹簧线圈两端设置固定约束。

图 9 弹簧线圈约束

千分尺上夹头侧面设置位移约束，Z 方向自由约束。

图 10 位移约束

载荷设置为集中力 3.5N 计算。

图 11 载荷设置

2. 仿真结果

      弹簧 X 方向位移 0.00029mm (0.29um)，直径变形量 0.00029mm (0.29um)，单边变形可以认为 0.000145 (0.145um)。

图 12 弹簧线圈变形

特别说明：

文章中多次提到默认条件不做变化，是因为在进行螺旋线挤压分析过程中本人也查了很多资料，有很多建议要对默认做修改，在试算过程中对接触设置，子步设置，计算设置的部分设置进行了修改，最终没能完成收敛。

因此建议尽量不要随便改变默认设置，除非对设置非常了解。