[请益] ANSYS两圆柱接触分析

楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-05 14:34:49
各位前辈好
目前试着做两个圆柱接触的例题
https://imgur.com/nilx2vG
输入数据如下:
https://imgur.com/lc4PnCB
以理论解得出接触区域中间压力为264.5MPa
https://imgur.com/8gJoLdb
使用ansys解题:
https://imgur.com/YZ7D6iQ
但结果(239Mpa)却和理论解有所差距:
https://imgur.com/cmxwlGK
附上指令档,确定相容2021R1教育版及17版:
https://drive.google.com/file/d/1-Y5RkEAMCOFoN6NTgILzNkNIqNX8dn6r/view?usp=
sharing
之前是用更粗的网格去做,此为已经试着去细化网格的结果,想请问各位我应该再继续
细化网格下去吗? 有找过书上类似的题目,不用很细的网格却能达到与理论解差不多的
结果,使我有点怀疑是否该继续细化下去
抑或是我有其他地方设定有误?
还请各位赐教,感谢
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补充图片
接触区域附近的元素:
https://imgur.com/ScgFg20
接触对:
https://imgur.com/0PP4RP2
https://imgur.com/cNroZT2
接触区域附近的应力:
https://imgur.com/iBrEGPI
作者: gamer   2021-11-05 21:25:00
FEM的contact stess会跟接触的节点数量有关,你上下模型的节点有没有都对在一起?
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-05 21:51:00
回g大:感谢提醒,这点我没有注意到,但不知道如何确认,我只是依序在接触的位置分布目标和接触元素还是我应该用contact wizard? 但我记得里面也没有相关设定能确认两个元素是否有对到
作者: gamer   2021-11-06 00:33:00
节点只能手动对齐而已
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-06 17:44:00
两边接触区域附近的网格设置都相同,所以应该是有对齐,我之后回去再确认,此外还有其它的建议吗?
作者: RASSIS (省钱存钱节食减重)   2021-11-06 23:37:00
建模的时候 share topology或者form new part(?
作者: gamer   2021-11-06 23:53:00
还有就是接触节点的层数,可以试试看只让一层节点接触
作者: shin750926 (Shin_Chu)   2021-11-07 02:06:00
截图一下局部接触应力分布,这样比较清楚
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-08 14:37:00
回R大:不好意思,不了解什么是share topology和form newpart回g大:想请问层数的意思,已把接触对的图片补上,我这样算是一层吗?回s大:已补上图片
作者: gamer   2021-11-08 21:44:00
我这样看你就有7层的元素有接触到我个人的猜测,范例可以求出接近解析解的结果应该是元素切比较粗,所以有接触的节点层数比较少的关系,你可以试试看放大元素大小
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-09 01:18:00
不好意思,还是不太懂您的"层数"是指有初始接触到的元素数量吗?一般来说不是应该缩小元素大小才会接近解析解吗?
作者: gamer   2021-11-09 20:55:00
层数是指接触到的节点数量(切线方向)由于我不知道你列的哪个解析解是怎么解的,所以以下是我的猜测,理论上两个圆的接触面是一个无限小的点(以圆柱看就是一条线),所以此理论接触压力会是无穷大,我猜测这个解析解大概是用一个很小的面积去计算出来的。但你把圆用有限元素离散化后,这个面积大小会是你用了多少元素而定,当元素越细的时候接触的节点会越多,而接触压力的计算方式是把节点上力平衡的结果,理论上同样的力量如果越多节点接触,这个压力的极值会变小(因为力量平均的关系)。
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-09 21:28:00
了解,所以我应该把它这里的接触压力理解为 外力/触点数而非外力/面积我试着将元素减少后应力值会更小于理论解元素由粗到细的应力趋势是由小→大来接近理论解的
作者: gamer   2021-11-09 21:37:00
等一下,你看的是应力还是接触压力?另外就是你看的是应力上的值,还是平均后的值节点上的值(上面打错字)
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-09 21:39:00
我看的应力是节点上的应力(Y-Component Stress)
作者: gamer   2021-11-09 21:41:00
应力跟contact pressure不一样喔应力是二阶张量,contact pressure是向量(一阶张量)后处理里面应该有另一个值是contact pressure
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-09 21:46:00
我看赫氏理论在接触区域的contact pressure与y方向应力(surface stress)是一样的在后处理中,同个接触节点的contact pressure与sy不相同
作者: samuely (谁羽征~~)   2021-11-13 17:16:00
物体不是刚体的话,接触面积不会是无穷小。请问你知道这解析解是有没有在小变形的假设下吗?另外你这个是建2D模型吗?是的话是plane stress 还planestrain
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-13 18:03:00
回s大,此理论是以有小变形为前提的我选择使用plane strain之后做了一些不同尝试,我在想是不是与我网格划分不过漂亮有关对,是2d模型
作者: samuely (谁羽征~~)   2021-11-13 22:25:00
这感觉是3D理论解,因为我看输入的地方有长度可填,你建个3Dmodel或改plane stress看看,虽然我觉得可能结果更小...。如果想从mesh下手,这要做成幅射扇形的比较好
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-14 02:43:00
他输入长度好像只是要换算成pressure而已,我看书上也是使用2d来推导公式我也曾想改成plane stress 但这例子我觉得plane strain才对目前希望是能用2d来跑,因为教育版的网格限制想请问扇形网格的部分,目前只会用线段分割数或网格大小来划分网格。
作者: samuely (谁羽征~~)   2021-11-26 00:58:00
看来改成plane stress就解了
楼主: j6zoz04 (饭也)   2021-11-26 14:12:00
但为何要用plane stress这点我不能理解就是

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