ANSYS命令流学习笔记3-Solid单元的接触分析

1、!ANSYS 命令流学习笔记3-Solid 单元的接触分析背景说明：两个半径均为100mm ，的正交圆柱体发生正接触，作用在两圆柱接触体法线节点能在承载后具有相同的方向上的压力总和1000N ，两圆柱体均为钢制分析两圆柱的接触情况。分析思路：对模型进行对称约束，施加载荷后要进行节点自由度耦合，使加载面的所有总结：1. 如果不进行节点耦合，结构变形会产生刚性位移，造成不收敛。但是节点耦合造成2. 由面网格生成体网格，几何只有面，有限元模型是体，需要定义网格单元，定义拉 伸的目标单元，对拉伸选项做出设置。3. 接触部分的细分十分重要，也是收敛的影响因素。可以把下列文字，直接粘贴到! 本次学习重点：

2、Y 方向位移，并且在变形后仍然保持为水平平面。TXT 文档修改，更为方便。!1 、命令流的复杂建模! 重点学习下建模。因为前处理尽可能用WB ，所以这里也是规则模型。我选择狗带。!2、接触的定义。!Ansys 依据实常数识别接触对，接触对要具有同样的实常数定义。还是太不好用了。而且命令流是根据选择的单元来定义接触单元。GUI 操作，也不麻烦。!3、分析步数的设定! 非线性分析时步数设置，线性搜索，自动步长，定义子步。! 求解解析解finish/clearf=1000e=200r=100! 命令不区分大小写，参数也不区分大小写。p=2.45*(f*e*2*(r+r)/(r*r)*2)*(1/3)

3、!接触应力的解析解61.73，有限元法结果59.9MPa! 正式分析命令流finish/clear/prep7!进入前处理 et,1,solid185et,2,mesh200keyopt,2,1,6!查看 help 中关于 mesh200 和 keyopt 的解释，KEYOPT, ITYPE, KNUM, VALU此处意思为定义了mesh(2) 为 4 nodes 的四边形单元(1,6)mp,ex,1,2e11 mp,prxy,1,0.3 co)! 定义et 1 的材料属性，Elastic moduli和 Poisson's ratios ，( lab ， mat，!lab 这里是系统

4、规定的，输出结果表格时lab 是可以自定义的。cyl4, , , 100, , ,90 cyl4, ,200,100, , ,-90wpoff,10wprota, , ,90asbw,all! 在原点，创建一个r100 的 1/4 圆面! 在 (0,200) ，创建一个r100 的 1/4 圆面!workplane 向 X 移动 10!workplane 绕 Y 轴旋转 90 度! 用 workplane 切分面esize,10,0!定义线的网格尺寸mshape,0,2D!划分为四边形的10 ，这里0 表示均分，定义了尺寸后，此值无意义2D 网格mshkey,0! 自由划分amesh,all!

5、 划分面网格ksel,s, , ,2! 选择关键点2ksel,a, , ,4!再选关键点4，这时候选了KP2 和 4krefine,all, , ,3!关键点 2 和 4 处细化，细化等级为3CSYS,5asel,s, , ,4,6,2! 选择! 转化坐标系，Y 轴为旋转轴的圆柱坐标系。特烦坐标系换来换去的4、 6 两个面agen, ,all, , , ,90, , , ,1! 面 2 和 4 绕 Y 旋转 90 度。 gen 表示 generate,CSYS0 下就是平移CSYS,0asel,s, , ,4,6,2! 选择! 转换坐标系为4、 6 两个面cartesian 坐标系arsym,

6、z,all, , , ,0,0! 对称生成面，xy 平面对称，0,0 是保留原面，保留网格信息asel,s, , ,3,5,2! 选择3、 5 两个面arsym,x,all, , , ,0,0! 对称生成面，yz 平面对称，0,0 是保留原面，保留网格信息eplot/view,1,1,1,1/replotasel,s, , ,1,2asel,a, , ,4,6,2! 选择面agen, ,all, , ,50, ,50, , ,11,2,4,6! 平移选择面，x50 ，y50asel,s, , ,1,2asel,a, , ,4,6,2! 选择面1,2,4,6allsel,below,areanu

7、mmrg,nodenummrg,kp! 合并 1246 面上的节点allsel,all! 此处全选，为了进行下一步的选择工作asel,s, , ,3,7,2asel,a, , ,8! 选择面 3,5,7,8allsel,below,areanummrg,node nummrg,kp allsel,all! 合并 1246 面上的节点type,1mat,1extopt,esize,10,0!均分10 份extopt,aclear,0extopt,attr,0,0,0! 定义生成体的特性asel,s, , ,3,7,2asel,a, , ,8!选择面 3,5,7,8vext,all, , , ,

8、, 100, , , ,!向 Z 拉伸 100asel,s, , ,1,2asel,a, , ,4,6,2!选择面 1,2,4,6vext,all, , , -100, , , , , ,!向 -X 拉伸 100mp,mu,1, r,3 识别他们的接触对。因为! 建模完成，开始定义接触单元!et1 的摩擦系数为0 不是两者之间的摩擦系数？! 定义实常数3，是为了让170 和 174 单元同属一个实常数，ansys 里同一个接触对的单元实常数相同。real,3! 选择实常数3et,3,170!定义目标单元TARGE170et,4,174!定义接触单元CONTA174keyopt,4,9,0!包括

9、由几何和接触面偏移产生的初始穿透，也是缺省值0.keyopt,4,10,0!禁止闭合的单元进行刚度修正，也是缺省值0. 可以不用定义，此处为了方便对接触的理解。asel,s, , ,27 !ASEL, Type, Item, Comp, VMIN, VMAX, VINC, KSWP 。 sel 的命令要熟记 asel,a, , ,31,33,2asel,a, , ,37! 选择面 27,31,33,37type,3nsla,s,1!选择面和线上的所有点，节点，关键点esln,s,0!选择已选择节点相关的所有单元esurf! 创建 TARGE170 asel,s, , ,10asel,a, ,

10、,14asel,a, , ,20asel,a, , ,23! 选择面 10,14,20,23type,4nsla,s,1!选择面和线上的所有点，节点，关键点esln,s,0!选择已选择节点相关的所有单元esurf! 创建 CONTA174allsel!方便下一步操作! 定义接触完成，开始加载约束条件asel,s, , ,9,21,4da,all,uz,! 选择面 9,13,17,21! 约束 uzasel,s, , ,12asel,a, , ,16asel,a, , ,18asel,a, , ,22 da,all,uy! 选择面 12,16,18,22dl,26, ,ux! 约束面uy， l2

11、6ux。 DL, LINE, AREA, Lab, 比 da 多了一个面选择。asel,s, , ,1,2asel,a, , ,4,6,2! 选择面1,2,4,6da,all,uxdl,47, ,uz! 约束面ux， l47uz 。asel,s, , ,26,38,4nsla,s,1sfa,all,1,pres,0.05! 选择面 26,30,34,38! 选择面上所有点, 为了后续耦合自由度!surface loadscp,1,uy,all! 耦合自由度？为啥耦合自由度？难道施加压力的方向不能作为依据？结构不对称造成模型节点异常，必须cp 加点位移allsel,allfinish/solulnsrch,1! 线性搜索Ui+1 = Ui + S*D, 通过自动调整S 值，提高迭代效率。nsubst,5,10,3kbc,0outres,all,all!numb