3接触实例3.1模型干涉与间隙的前处理

对方大型装配体,可能出现若干微小干涉与间隙问题,若想要全部到CAD中处理将花费大量时间和精力。此时我们可以用到SC软件提供的前处理功能。

3.1.1模型干涉的前处理

右击项目的Geometry,选择使用Spaceclaim编辑,在SC中点击准备——干涉,干涉部位以红色显示,点击干涉部位或左上角的√,干涉部位被移出。默认是从较大的几何体中删除干涉部分,如果想反转可以勾选左侧修复选项下的“从较小主体中去除”。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(1)

3.1.2模型间隙的前处理

Spaceclaim可以检测间隙,但是不能直接消除间隙,以下提供一种使用SC前处理消除间隙的方法。

在SC中,点击准备——间隙,在左侧查找选项中设置要查找的间隙距离,回车后模型的间隙以红色高亮显示。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(2)

锁定不需要改变的模型,然后选择设计——拖动工具,拖动本例的圆柱面或平面,使模型相互穿透,然后再按3.1.1修建干涉部位。注意此方法只作为临时处理方法,不被推荐,因为拖动后模型设计尺寸改变,更推荐设计者到原设计中去修改。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(3)

3.2干涉与间隙在Mechanical中的处理

在非线性接触中,我们需要关注干涉与间隙。对于在建模过程中不易察觉的细微干涉与间隙,或者在网格划分后产生的细微间隙,均可以通过Mechanical中的接触设置使得细微的干涉与间隙消除。如下图,左侧接触有细微干涉,右侧接触有细微间隙,两对接触均要求粗糙接触。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(4)

在接触对设置中,接触类型改为粗糙Rough,将Interface Treatment改为自动接触(Adjust to Touch),程序会自动消除干涉与间隙。

边界条件如下:固定2个矩形块下面端面,以远程位移约束2个半圆柱形的上端面的X、Z方向的位移和Z方向的旋转,给2个上端面分别施加500N向下的力。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(5)

应力计算结果如下

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(6)

3.3冷缩过盈配合计算

机械设计中,一定会遇到过盈配合问题,由于装配过程一般采用冷冻内圈、加热外圈的工艺,所以也称为冷缩配合。此时我们关心的是内外圈装配后的配合应力,所以不能使用模型修改前处理,也不能使用自动配合的方法消除过盈量。

如下图,内圈外径100.1mm,外圈内径100mm,均为合金钢。接触为摩擦,系数0.2,不设置偏移量。远程约束内圈的孔的6个自由度,行为Behavior为默认的柔性Deformable。

其实本例也可以采用1/4或1/8模型分析,或者使用2D分析,这将在以后的文章中介绍。

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(7)

ansys workbench教学实例(一线工程师总结Ansys)(8)

写在最后,Workbench的接触问题先介绍到这里,当然内容也有许多漏洞,希望对大家有所帮助,还望不吝赐教。

,