Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討

2018-06-02 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

1. 引言

ANSYS Workbench中梁與實體固定連接時,可以用bonded contact,也可以是fixed joint。實體間固定連接時,pinball的設(shè)置采用默認(rèn)選項program controlled即可。梁與實體固定連接時,pinball設(shè)置不當(dāng)則會產(chǎn)生嚴(yán)重錯誤結(jié)果。如圖1模型,2個零件均為實體,材料均為structural steel,細(xì)長梁截面尺寸50X50mm,長度400mm,底座截面尺寸140x140mm,厚度10mm,邊界條件如圖。零件間連接為bonded contact,formulation選program controlled,pinball region選program controlled,最大變形為0.15572mm如圖2,structural error為0.0035mJ。Formulation選MPC,以及pinball region的其它選項對結(jié)果影響極小,只是小數(shù)點后第三位數(shù)字開始有變化。

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片1

圖 1 圖2

2.Beam-solid采用bonded contact連接

如圖3,細(xì)長梁采用line body建模,邊界條件不變。為區(qū)別比較,底座上建立與梁截面尺寸相等的印記面。梁與實體底座bonded contact連接,目標(biāo)面選擇為2種情況:50X50印記面和140x140整個表面。Formulation選MPC。試算發(fā)現(xiàn),pinball的半徑對變形有決定性影響如表1。

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圖 3

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片3

表 1

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設(shè)置探討ansys仿真分析圖片4

圖4、圖5、圖6、圖7

由圖4和圖5可見,當(dāng)目標(biāo)面與梁截面尺寸相同時,過小的pinball半徑(包括pinball默認(rèn)設(shè)置)導(dǎo)致目標(biāo)面沒有足夠的節(jié)點與梁端點建立約束方程,進(jìn)而得出錯誤的結(jié)果。當(dāng)pinball區(qū)域遠(yuǎn)大于目標(biāo)面時,建立約束的節(jié)點仍被限制在目標(biāo)面內(nèi)。由圖6和圖7可見,當(dāng)目標(biāo)面為目標(biāo)體的整個面時,建立約束的節(jié)點由pinball半徑控制。

3.Beam-solid采用fixed joint連接

如圖8,邊界條件不變,梁與實體底座fixed joint連接,注意到零件表面被選中時,pinball region默認(rèn)為all,可輸入數(shù)值改變pinball半徑。零件表面的選擇同樣取2種情況。試算比較如表2。由圖9至圖12可見,過小的pinball半徑會導(dǎo)致計算錯誤。Pinball的默認(rèn)設(shè)置all使mobile面內(nèi)所有節(jié)點與梁的端點建立起約束。