在本课程中,我们讨论了将零件连接在一起的不同方法,以预测准确的应力分析结果。让我们从每节课中总结出重点。
将一个装配体的零件连接在一起
- 连接装配体的不同部分以捕获它们相对于彼此的正确行为是很重要的。
- 连接零件的两种常用方法是共享拓扑和接触。
- 共享拓扑是Ansys Space Claim内部提供的一种功能,通过在公共接口上共享网格节点来帮助连接零件。
- 接触是Ansys Mechanical中的一个功能,它可以在不共享网格节点的情况下,通过接触区域连接零件。
- 如果连接部件之间大多是"绑定"或"焊接"的,建议使用共享拓扑结构。
- 如果其中一个不感兴趣但存在以提供适当的负载路径,建议使用触点连接零件。这种连接方式在不显著增加模型网格数量的情况下,以较粗的网格为不感兴趣的部分提供了网格划分的灵活性。
- 如果连接部件预计会相互分离或滑动,则应使用接触来连接这些部件。
了解接触的基本知识
- Ansys Mechanical中提供了不同类型的接触以及用于连接零件的接触公式。
- 默认情况下,基于面孔的邻近性和朝向来检测接触。
- 虽然自动联系人检测功能在自动创建联系人方面更有效,但应检查此类联系人,以确保连接有效,并识别在非预期区域创建的任何联系人。
- Contact工具可用于初始接触求解和后处理接触结果。
- 力反应探头可置于接触区,用于计算接触区的力反应。
求解前检查初始接触条件
- 初始接触定义不当会导致刚体运动。
- 不当的初始接触设置会导致静力分析中无法求解的奇异矩阵。
- 由于初始接触信息依赖于网格,因此改变网格以捕获几何的重要特征也可以改变初始接触信息。
- 对初始接触有很好的理解对于构建正确的加载路径和帮助防止刚体运动是很重要的。
- 有几种方法可以避免接触的刚体运动,如修改几何形状,或使用各种界面处理选项对接触进行数值处理。
合理利用远程点
- 远程点可以用来简化几何体的某些部分的运动学。
- 远点有6个自由度—3个平移和3个旋转。
- 远点可以是可变形的,也可以是刚性的。当被远点逼近的运动学实体相对于感兴趣的部分非常刚性 时,一般采用刚性行为。当被远端点表示的实体与被建模的几何体相比具有更小的刚度时,使用可变形行为。
- 两个远端边界条件的区域不应重叠,否则会过度约束问题。相反,最好将远点进行推广,并在多个远边界条件中重复使用。
- 在使用远程边界条件时要小心谨慎。直观地确认负载正在被施加的远程点的位置是一种很好的做法。
创建零件之间的运动学约束
- 零件之间的运动学行为可以通过简化的连接来捕捉,如弹簧、梁连接和关节,而不需要通过接触单元来建模详细的相互作用。
- 弹簧连接代表刚度沿长度方向起主导作用的部分,如螺旋弹簧。
- 梁连接常被用来表示具有轴向和弯曲刚度的紧固件或其他部件。预紧载荷也可以应用于梁连接。
- 关节连接用于定义零件之间的运动学约束,出于不同的目的有多种关节类型。
- 与Contact提供全面的模拟而不对自由度进行任何简化或限制不同,这些连接所需的计算工作量明显少于Contact,但简化了连接的表示。