Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討

2018-06-02 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

1. 引言

ANSYS Workbench中梁與實(shí)體固定連接時(shí),可以用bonded contact,也可以是fixed joint。實(shí)體間固定連接時(shí),pinball的設(shè)置采用默認(rèn)選項(xiàng)program controlled即可。梁與實(shí)體固定連接時(shí),pinball設(shè)置不當(dāng)則會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重錯(cuò)誤結(jié)果。如圖1模型,2個(gè)零件均為實(shí)體,材料均為structural steel,細(xì)長(zhǎng)梁截面尺寸50X50mm,長(zhǎng)度400mm,底座截面尺寸140x140mm,厚度10mm,邊界條件如圖。零件間連接為bonded contact,formulation選program controlled,pinball region選program controlled,最大變形為0.15572mm如圖2,structural error為0.0035mJ。Formulation選MPC,以及pinball region的其它選項(xiàng)對(duì)結(jié)果影響極小,只是小數(shù)點(diǎn)后第三位數(shù)字開(kāi)始有變化。

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片1

圖 1 圖2

2.Beam-solid采用bonded contact連接

如圖3,細(xì)長(zhǎng)梁采用line body建模,邊界條件不變。為區(qū)別比較,底座上建立與梁截面尺寸相等的印記面。梁與實(shí)體底座bonded contact連接,目標(biāo)面選擇為2種情況:50X50印記面和140x140整個(gè)表面。Formulation選MPC。試算發(fā)現(xiàn),pinball的半徑對(duì)變形有決定性影響如表1。

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片2

圖 3

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片3

表 1

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片4

圖4、圖5、圖6、圖7

由圖4和圖5可見(jiàn),當(dāng)目標(biāo)面與梁截面尺寸相同時(shí),過(guò)小的pinball半徑(包括pinball默認(rèn)設(shè)置)導(dǎo)致目標(biāo)面沒(méi)有足夠的節(jié)點(diǎn)與梁端點(diǎn)建立約束方程,進(jìn)而得出錯(cuò)誤的結(jié)果。當(dāng)pinball區(qū)域遠(yuǎn)大于目標(biāo)面時(shí),建立約束的節(jié)點(diǎn)仍被限制在目標(biāo)面內(nèi)。由圖6和圖7可見(jiàn),當(dāng)目標(biāo)面為目標(biāo)體的整個(gè)面時(shí),建立約束的節(jié)點(diǎn)由pinball半徑控制。

3.Beam-solid采用fixed joint連接

如圖8,邊界條件不變,梁與實(shí)體底座fixed joint連接,注意到零件表面被選中時(shí),pinball region默認(rèn)為all,可輸入數(shù)值改變pinball半徑。零件表面的選擇同樣取2種情況。試算比較如表2。由圖9至圖12可見(jiàn),過(guò)小的pinball半徑會(huì)導(dǎo)致計(jì)算錯(cuò)誤。Pinball的默認(rèn)設(shè)置all使mobile面內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)與梁的端點(diǎn)建立起約束。