(完整word版)ansys接触应力计算例子

ANSYS接触问题的计算方法及参数设置接触问题的关键在于接触体间的相互关系(废话,),此关系又可分为在接触前后的法向关系与切向关系法向关系:在法向,必须实现两点:1)接触力的传递。

2)两接触面间没有穿透。

ANSYS通过两种算法来实现此法向接触关系:罚函数法和拉格朗日乘子法。

1.罚函数法是通过接触刚度在接触力与接触面间的穿透值(接触位移)间建立力与位移的线性关系:接触刚度*接触位移=法向接触力对面面接触单元17*,接触刚度由实常数FKN来定义。

穿透值在程序中通过分离的接触体上节点间的距离来计算。

接触刚度越大,则穿透就越小,理论上在接触刚度为无穷大时,可以实现完全的接触状态,使穿透值等于零。

但是显而易见,在程序计算中,接触刚度不可能为无穷大(否则病态),穿透也就不可能真实达到零,而只能是个接近于零的有限值。

以上力与位移的接触关系可以很容易地合并入整个结构的平衡方程组K*X=F 中去。

并不改变总刚K的大小。

这种罚函数法有以下几个问题必须解决:1)接触刚度FKN应该取多大?2)接触刚度FKN取大些可以减少虚假穿透,但是会使刚度矩阵成为病态。

3)既然与实际情况不符合的虚假穿透既然是不可避免的,那么可以允许有多大为合适?因此,在ANSYS程序里,通常输入FKN实常数不是直接定义接触刚度的数值,而是接触体下单元刚度的一个因子,这使得用户可以方便地定义接触刚度了,一般FKN 取0.1到1中间的值。

当然,在需要时,也可以把接触刚度直接定义,FKN输入为负数,则程序将其值理解为直接输入的接触刚度值。

对于接近病态的刚度阵,不要使用迭代求解器,例如PCG等。

它们会需要更多的迭代次数,并有可能不收敛。

可以使用直接法求解器,例如稀疏求解器等。

这些求解器可以有效求解病态问题。

穿透的大小影响结果的精度。

用户可以用PLESOL,CONT,PENE来在后处理中查看穿透的数值大小。

如果使用的是罚函数法求解接触问题,用户一般需要试用多个FKN值进行计算,可以先用一个较小的FKN值开始计算,例如0.1。

ansys接触应力计算公式
ANSYS软件中接触应力的计算公式可能会因具体的模型和算法而有所不同。

在ANSYS的罚函数法中，假设零件之间的接触假设成两个节点之间通过弹簧连接，通过以下计算公式来求解两个接触面之间的接触压力：
FNormal = KNormal × penetration
其中，KNormal为两个接触面之间的接触刚度，penetration为两个接触
面之间的穿透量。

这种算法的精度较依赖于接触刚度和穿透量的大小。

在实际情况下，两个零件表面是不会有穿透的，这是一种为增强收敛性而进行的数值近似方法，因此，穿透量越小，计算结果精度越高，但同时收敛性较差。

另外，在ANSYS的拉格朗日算法中，接触压力作为一个自由度来满足接触兼容性。

不需要计算接触刚度和穿透量来计算接触压力，而是将他看做一个自由度。

以上内容仅供参考，如需更具体的信息，建议咨询专业的工程师或查阅ANSYS软件的使用手册。

（一）基本量:长度mm质量tonne力N时间sec温度 C重力9806.65 mm / sec^2衍生量：面积mm^2体积mm^3速度mm / sec加速度mm / sec^2角速度rad / sec角度加速度rad / sec^2频率 1 / sec密度tonne / mm^3压力N / mm^2应力N / mm^2杨氏模量N / mm^2（Mpa）例如:钢的实常数为：EX=2e11PaPRXY=0.3DENS=7。

8e3Kg/m^3那么上面的实常数在mm单位制(即模型尺寸单位为mm）下输入到Ansys时应为EX=2e5MPaPRXY=0。

3DENS=7.8e—9tonne/mm^3那么上面的实常数在m单位制（即模型尺寸单位为m）下输入到Ansys时应为EX=2e11PaPRXY=0。

3DENS=7.8e+3kg/m^3为了验证其正确性,本人在Ansys中进行了模型验证。

算例：取一Φ5H50单位为mm的梁进行静力学分析,采用Beam4单元，约束条件为末端全约束，顶端施加轴向单位载荷和单位弯矩；在mm单位制下,梁顶端在单位载荷下的变形量为0.127e—4,在单位弯矩（1N.mm)载荷下顶点的转角为0.81657e—5在m单位制下，梁顶端在单位载荷下的变形量为0。

127e-7，在单位弯矩（1N。

m）载荷下顶点的转角为0。

81657e—2经过理论计算得到在1N和1N。

m的轴向力和弯矩作用下对于的位移为0。

127e-4mm和转角0.81653e—2rad，总结:如果采用mm单位制下实常数输入，Ansys得到的位移单位为mm，转角单位为弧度(rad)；特别主意，施加载荷的单位是不同的，如1N。

m和1N。

mm.（二）ANSYS中单位统一的误区分析：在ANSYS中没有规定单位，需要用户自己去定义自己的单位制，这就会涉及到单位统一的问题。

下边的误区可能是多数初学者经常范的：EXAMPLE：计算一个圆柱体的固有频率（为分析简便,采用最简单的形状作为例子）,其尺寸如下：圆柱体长:L=1m;圆柱体半径：R=0。

ANSYS齿轮接触应力分析案例齿轮是机械传动系统中常用的零部件，用于传递动力和转速。

在齿轮的工作过程中，由于受力情况复杂，容易发生接触应力过大导致齿轮损坏的情况。

为了确保齿轮的工作性能和寿命，需要进行接触应力的分析和优化设计。

ANSYS作为常用的有限元分析软件，可以用于进行齿轮接触应力的模拟和分析。

本文将以一个齿轮接触应力分析案例为例，介绍如何使用ANSYS软件进行接触应力的分析。

本案例以一对齿轮为例，通过对齿轮的建模、加载和分析过程，展示如何通过ANSYS软件进行齿轮接触应力的分析。

1.齿轮建模首先，在ANSYS软件中建立齿轮的几何模型。

可以通过CAD软件绘制齿轮的几何形状，然后导入到ANSYS中进行网格划分。

在建模过程中，需要考虑齿轮的齿形、齿数、模数等参数，并根据实际情况设置合适的几何形状。

2.设置加载在建模完成后，需要设置加载条件。

在本案例中，以齿轮传递动力时的载荷为例，可以通过施加力或扭矩来模拟齿轮的工作情况。

根据实际情况设置载荷大小和方向，以便进行接触应力的仿真分析。

3.网格划分接着对齿轮的几何模型进行网格划分，生成有限元网格。

在ANSYS中，可以通过自动网格划分功能或手动划分网格，确保模型的几何形状与加载条件得到合理的分析精度。

4.设置材料属性在进行齿轮接触应力分析前，需要设置材料的力学性质。

根据齿轮的实际材料属性，设置材料的弹性模量、泊松比等参数，以便进行接触应力的仿真分析。

5.运行分析设置完加载和材料属性后，可以进行齿轮接触应力的仿真分析。

在ANSYS中选择适当的分析模型和求解器，进行接触应力的计算和分布分析。

通过分析结果可以得到齿轮接触区域的应力分布情况，确定是否存在应力集中的问题。

6.结果分析最后，分析计算结果并进行结果的分析和优化。

根据接触应力的分布情况，确定齿轮的工作性能是否满足要求，是否存在应力过大导致损坏的风险。

如果需要，可以对齿轮的设计参数进行调整和优化，以提高齿轮的工作性能和寿命。

ANSYS接触实例分析参考1．实例描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。

已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是 4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。

钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。

现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。

（1）要得到过盈配合的应力。

（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。

2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。

进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。

求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。

第二个载荷步，拔出分析。

往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。

打开自动时间步长以保证求解收敛。

在后处理中每10个载荷子步读一个结果。

本篇先谈第一个载荷步的计算。

下篇再谈第二个载荷步的计算。

3．读入几何体首先打开ANSYS APDL然后读入已经做好的几何体。

从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件（每个ansys都自带的）\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后，四分之一几何模型被导入。

4．定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。

至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。

5．定义材料属性只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.36．划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分，在volumeSweeping中选择pick all，按下【Sweep】按钮，在主窗口中选择两个体，进行网格划分。

Workbench荷载约束接触定义目录workbench荷载的含义 (1)Workbench约束的含义 (3)接触 (4)workbench荷载的含义1）方向载荷对大多数有方向的载荷和支撑，其方向多可以在任意坐标系中定义：–坐标系必须在加载前定义而且只有在直角坐标系下才能定义载荷和支撑的方向.–在Details view中, 改变“Define By”到“Components”. 然后从下拉菜单中选择合适的直角坐标系.–在所选坐标系中指定x, y, 和z分量–不是所有的载荷和支撑支持使用坐标系。

2）加速度（重力）–加速度以长度比上时间的平方为单位作用在整个模型上。

–用户通常对方向的符号感到迷惑。

假如加速度突然施加到系统上，惯性将阻止加速度所产生的变化，从而惯性力的方向与所施加的加速度的方向相反。

–加速度可以通过定义部件或者矢量进行施加。

标准的地球重力可以作为一个载荷施加。

–其值为9.80665 m/s2 （在国际单位制中）–标准的地球重力载荷方向可以沿总体坐标轴的任何一个轴。

–由于“标准的地球重力”是一个加速度载荷，因此，如上所述，需要定义与其实际相反的方向得到重力的作用力。

3）旋转速度旋转速度是另一个可以实现的惯性载荷–整个模型围绕一根轴在给定的速度下旋转–可以通过定义一个矢量来实现，应用几何结构定义的轴以及定义的旋转速度–可以通过部件来定义，在总体坐标系下指定初始和其组成部分–由于模型绕着某根轴转动，因此要特别注意这个轴。

–缺省旋转速度需要输入每秒所转过的弧度值。

这个可以在路径“Tools > ControlPanel >Miscellaneous > Angular Velocity” 里改变成每分钟旋转的弧度(RPM)来代替。

4）压力载荷：–压力只能施加在表面并且通常与表面的法向一致–正值代表进入表面（例如压缩）；负值代表从表面出来（例如抽气等）–压力的单位为每个单位面积上力的大小5）力载荷：–力可以施加在结构的最外面，边缘或者表面。

ANSYS接触实例分析参考ANSYS是工程仿真领域广泛使用的一种有限元分析软件。

在实际工程中，接触问题经常出现，例如机械装配中的接触、摩擦、磨损等现象需要进行分析和优化。

本文将介绍几个ANSYS接触实例，并分析其分析方法和结果。

第一个实例是机械装配中的接触分析。

假设有一个由两个金属块组成的简单装配，要分析它们之间的接触情况。

首先需要建立两个金属块的几何模型，并进行网格划分。

然后，使用ANSYS中的接触分析模块，设置接触类型、接触参数和材料特性等。

接着，施加相应的边界条件和载荷条件，运行分析并获取接触压力和接触面积等结果。

最后，根据结果对接触情况进行评估和优化。

第二个实例是摩擦接触问题的分析。

假设有一个由摩擦带和基体组成的摩擦副，需要分析摩擦力和热量的分布。

首先需要建立摩擦带和基体的几何模型，并进行网格划分。

然后，使用ANSYS中的摩擦接触分析模块，设置摩擦带和基体的材料特性、摩擦系数和接触压力等参数。

接着，施加相应的边界条件和载荷条件，运行分析并获取摩擦力、摩擦热量和温度分布等结果。

最后，根据结果对摩擦副的性能进行评估和优化。

第三个实例是磨损接触问题的分析。

假设有一个由金属零件和砂轮组成的磨削装置，需要分析金属零件表面的磨损情况。

首先需要建立金属零件和砂轮的几何模型，并进行网格划分。

然后，使用ANSYS中的磨损接触分析模块，设置金属零件和砂轮的材料特性、初始接触压力和磨粒等参数。

接着，施加相应的边界条件和载荷条件，运行分析并获取磨损量、磨损深度和磨损形貌等结果。

最后，根据结果对磨削装置进行评估和优化。

以上三个实例只是ANSYS接触分析的一小部分应用，接触分析的对象和问题种类都非常多样。

在实际工程中，可以根据具体问题的特点选择不同的接触分析方法和技术，以获取更准确和可靠的结果。

同时，还可以通过对接触问题的分析和优化，改善产品的性能和可靠性，提高工程效率和经济效益。

总结起来，ANSYS接触实例分析主要包括机械装配中的接触分析、摩擦接触问题的分析和磨损接触问题的分析。