ANSYS-静力分析

4-9
Static Structural Analysis
…组件 – ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ体接触
• 界面调整选项：
C T
Training Manual
C
T
Offset： 接触面在正向或相反方向上 偏移一个指定的距离（可以程序设置 偏移量）
Adjusted to touch：不考虑实际的间距 ，把接触面移向目标面，给出一个初始 接触
Training Manual
– Spotweld在CAD软件中进行定义。目前，只有 DesignModeler和 Unigraphics 支持点 焊定义（Spotweld） 。
4-12
Static Structural Analysis
…组件 – 接触总结
• 在模拟中可以使用的接触类和选项的总结：
4-10
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• Advanced 选项 （更多细节参见第三 章的pinball区域的细节设置）：
– Pin Ball Region：
• Inside pinball = near-field contact • Outside pinball = far-field contact • 使求解器更有效的进行接触计算
4-14
Static Structural Analysis
. . . 分析设置- Analysis Data Management
• Analysis Data Management（分析数据管理器 ）：
– Solver Files Directory：给出了相关分析文件的 保存路径 – Future Analysis：指定求解中是否要进行后续分 析（如预应力模型）。如果在project schematic 里指定了耦合分析，将自动设置该选项。 – Scratch Solver Files Directory：求解中的临时 文件夹 – 保存 ANSYS DB 分析文件 – Delete Unneeded Files： 在Mechanical APDL 中，可以选择保存所有文件以备后用 – Solver Units： Active System 或 manual. – Solver Unit System：如果以上设置是人工的， 那当Mechanical APDL共享数据的时候，就可以 选择8个求解单位系统中的一个来保证一致性（在 用户操作界面中不影响结果和载荷显示）
K x F
假设：
– [K] 是一个常量矩阵
• 假设是线弹性材料行为 • 使用小变形理论 • 可能包含一些非线性边界条件
– {F}是静态加在模型上的
• 不考虑随时间变化的力 • 不包含惯性影响 （质量、阻尼）
• 记住关于线性静态结构分析的假设是很重要的。非线性静态分析和动态分析在 后面章节讲解。
4-4
Static Structural Analysis
… 质量点
• 在模型中添加一个质量点来模拟结构中没有明确建模的重量体：
– 质量点只能和面一起使用。 – 它的位置可以通过下面任一种方法指定：
• 用户自定义的坐标系中指定（x， y， z） 坐标值 • 通过选择顶点/边/面指定位置
Training Manual
Training Manual
• 对ANSYS Professional 或更高版本而言 ，支持壳体和实体的混合组件与更多的接 触选项
本例中，两部件间的间距比pinball 区域大，故不会自动闭合它们键的 间隔。
4-11
Static Structural Analysis
…组件 – 点焊
• Spot weld 提供了在分离点上连接壳体组件的方法：
• 在许可协议中需要添加疲劳分析模块
Training Manual
4-6
Static Structural Analysis
B. 组件 – 实体接触
• 在导入实体装配体时，在实体之间会自动创建接触对。
Training Manual
– 面对面接触允许在两个实体边界划分的单元不匹配 – Contact 下的Tolerance controls（容差控制），可以让用户使用滚动条指定自动接触检 查的容差
对称接触
非对称接触
4-8
Static Structural Analysis
…组件 – 实体接触
• 可以使用的五种接触类型：
Contact Type Bonded No Separation Frictionless Rough Frictional Iterations 1 1 Multiple Multiple Multiple Normal Behavior (Separation) Tangential Behavior (Sliding) No Gaps No Sliding No Gaps Sliding Allowed Gaps Allowed Sliding Allowed Gaps Allowed No Sliding Gaps Allowed Sliding Allowed
Training Manual
•
本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使 用。
– 尽管本章中讨论的一些选项可能需要更高级的许可， 但都给了提示。
4-2
Static Structural Analysis
线性静态结构分析基础
Training Manual
• 对于一个线性静态结构分析（ Linear Static Analysis ），位移{x}由下面的矩 阵方程解出：
Training Manual
• Solver Controls（求解控制）：
– 两种求解方式（默认是Program Controlled）：
• 直接求解 （ANSYS中是稀疏矩阵法） • 迭代求解 （ ANSYS中是PGC（预共轭梯度法））.
– Weak springs：
• 尝试模拟得到无约束的模型
Training Manual
在图形窗口中给出了时间 和载荷值的关系图
4-16
Static Structural Analysis
4-3
Static Structural Analysis
A. 几何模型
• 在结构分析中，可能模拟各种类型的实体。
• 对于面实体，在Details of surface body中一定要指定厚度值。
Training Manual
• 线实体的截面和方向，在DesignModeler里进行定义，并自动导入到 Simulation（模拟）中。
Surface Body Edge (Scope = Target)
Not supported for solving
1
(Scope = Contact) Bonded only MPC formulation Asymmetric only 1 Not supported for solving Bonded only MPC formulation Asymmetric only Bonded, No Separation Bonded only Augmented Lagrange, All formulations Pure Penalty, and MPC formulation Symmetry respected Asymmetric only 1 Not supported for solving Bonded only Augmented Lagrange, Pure Penalty, and MPC formulation Asymmetric only
Training Manual
– Bonded 和 No Separation 是线性接触并只需要一次迭代 – Frictionless，Rough 和Frictional 是非线性接触并需要多次 迭代
• 非线性接触类存在一个Interface Treatment（界面处理） 选项：
• Offset：给初始调整指定一个0或非0的值 • Adjusted to Touch： ANSYS把间隔缩小到恰好接触的位置 （ ANSYS Professional 或更高版本）
Contact Geometry Solid Body Face (Scope = Contact) All types All formulations Symmetry respected Solid Body Edge Surface Body Face (Scope = Contact) Bonded, No Separation All formulations Symmetry respected
Training Manual
Surface Body Edge
Solid Body Face (Scope = Target) Solid Body Edge (Scope = Target) Surface Body Face (Scope = Target)
(Scope = Contact) Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only 1 Not supported for solving Bonded, No Separation All formulations Asymmetric only Bonded, No Separation Bonded, No Separation All formulations Symmetry respected All formulations Asymmetric only Bonded only MPC formulation Asymmetric only
Training Manual