ANSYS Workbench螺旋线弹簧变形分析案例



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。



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