簧片结构的接触非线性分析

算例来源：亚太TOC\o"1-2"\h\z\u案例描 操作步 打开ANSYSWorkbench，导入已有文 进入Mechanical，检查模型及网格划 施加载荷和边界条 检查确认接触对的设 非线性求 分析结果查 检查模型及非线性的设置，并重新求 重新查看分析结 分析小 本算例对一个弹结构，进行接触非线性分析，在压缩变形19mm时结本算例中，对弹使用了板壳单元，并使用了非线性接触的处理方法。在ANSYSMechanical软件中进行模型导入、网格划分、载荷约束、求解计算。并且，弹及挡板的结构如图，材料为ANSYS内置的钢材料，结构是薄片结构，以弯曲为主，因此使用板壳单元。该问题模拟弹的压缩过程，考虑了接触非线性，要求计算结构的变形量、应力等。的挡板设置一个压缩位移-19mm，打开ANSYSWorkbench，导入已有文ANSYSWorkbench提示：.wbpz，是ANSYSWorkbench的一种压缩文件格式，压缩文件内包含了“RestoreArchive…”解压打开。在解压打开时，必须接受“保存”为.wbpj文件和wbpzWorkbenchGUI视检查材料属性数据：在已创建的静力分析项目中，双击EngineeringData，打进入Mechanical，检查模型及网格ANSYSMechanicalWorkbench【ProjectSchematic】窗口下的静力分析过程，双击其中的【Model】栏目，即ANSYSMechanical模块的界面。提示：在Mechanical的界面下，将完成除几何建模和清理之外的网格划分、检查确认壳模型的定义：在Mechanical的左 树中，分别点【Project】-【Model】-【Geometry】下的两个“surfaceBody”，此时在界面左下角的【Detail】细节设置面板中可为弹和挡板设置材料属性和壳厚度应了解网格划分的一些设置以学习参考。点击左侧树的【Mesh】栏，可施加载荷和边界条19mm，而对另一端使用了规定约束。检查确认接触对的设检查已创建的接触对：在ANSYSWorkbench环境中，接触问题的定义、设 如下图，本算例已经定义了两个接触对。一个接触对是模拟挡板和之间的作用，一个接触对是模拟在压缩之后自身的接触。检查并修改接触行为的详细设置：有的学习者，可以逐个检查并了解这非线性求接触非线性是非线性行为，很容易不收敛，因此通常必须进行谨慎的求 设置，即点击-【StaticStructural】-【 ysisSetting】栏。按照下图确认相应 树中找到-【StaticStructural，在【Solution】栏上鼠标右键，弹出菜单选Solve，进行求解。 树【Solution】-【SolutionInformation】栏点击，并在相应的细节设置面板中，将【Solutionoutput】切换为“动划分为11个子步，并且每个子步都一次收敛。确认计算成功完成：在树【Solution】-【SolutionInformation】栏点击，output分析结果查（1）添加并查看位移结果：在左 【TotalDeformation】总移结果。显示如下图，显然，这个结果是有问题的，挡板了弹 检查模型及非线性的设置，并重新断调试。接触非线性是非线性行为，也经常需要不断试算并调试，才能获得中出现了挡板和的“，很可能是因为接触对的定义不够合理，导致接触对在未求解之前就是分离的或者相互的。添加Contacttool工具，以检查接触对的初始状态：在结 树中，【Connection】栏，使用鼠标右键弹出菜单（RMB，选择RMB>Insert> 执行接触对的信息检查：添加了contacttool之后，该工具会显示“问号”，需要补充信息。高亮选中contacttoolWorksheet表格中，需要设置ADDAPPLY，即对所有接触对做检然后，再次在【contacttool】上使用鼠标右键弹出菜单RMB>InitialInformation>GenerateInitialContactResults 树中刚执行完成的InitialContact个接触对显示为“faropen”，这在接触非线性静力分析中通常是非常的，被视为相互约束，很容易发生挡板和的。分析“Faropen”问题：修正“faropen”隐患的方法，通常是调整这些问题接触对的“pinball”半径，以扩大接触搜索范围，变为“nearopen题，和挡板使用了壳单元，中间存在缝隙1.5mm，但系统默认的pinball4mm，因此不是Pinball不足导致的“faropen”。其实，问题出在簧继续分析“faropen”问题：由于该例题采用了壳单元，壳单元的接触对搜索，系。通过查看和挡板的接触对图形，可以看到的壳单元法向，是向内侧的。因此，如下图所示，将“contactsface”选项从“bottom改再次使用contacttool，检查接触对的初始状态：再次选中 tool，使用鼠标右键弹出菜单，RMB>InitialInformation>GenerateInitialContactResults，可以看到下图所示，接触对的初始状态变为“nearopen”，这修改接触对的度，改善收敛性：在树中，按住Ctrl键，选中两个接触对。在下部的细节设置面板中，找到“NormalStiffness”项，改为“Factor”，0.01的数值。该操作，是将两个接触对的接触刚度设置为人工调整，并将默认接触刚度（度）调低100倍。降低接触刚度（再次执行求解：再次打开/回到Mechanical页面，在左 树中找到【StaticStructuralSolutionSolve，进行求 树【Solution】-【SolutionInformation】栏点击，并切换为“Convergence”，即求解过程中显示力收敛的曲线。最后能重新查看分析重新查看位移结果：重新查看【Totaldeformation】总位移结果。如下图，现在的结构发生了正常压缩，压缩量为18.59mm，挡板给定的压缩位移为添加并查