街风晚凉ANSYSY分析局部受力情况
种.对于这三种情况,接触界面的位移和力的条件是各不相同的,而实际的接触状态又往往在此三种状态间相互转化,从而导致接触问题的高度非线性特点.
由于接触问题是一种高度非线性行为,需要较大的计算资源.接触问题存在两个较大的难点:1)在求解问题之前,不知道接触区域、表面之间是接触还是分开的,或是突然变化的,这要随载荷、材料、边界条件和其它因素而定;2)大多数接触问题需要计算摩擦,摩擦使问题的收敛性变得困难.
接触问题分为两种基本类型:刚体2柔体的接触、柔体2柔体的接触.在刚体2柔体的接触问题中,接触面的一个或多个被当作刚体,与它接触的变形体相比,有大得多的刚度.一般情况下,一种软材料和一种硬材料接触时,问题可以被假定为刚体2柔体的接触,许多金属成形问题归为此类接触.柔体2柔体的接触,是一种更普遍的类型,在这种情况下,是变形体,具有近似的刚度
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本文研究的吊耳基本尺寸
:吊环厚度δ=50mm,吊环外径D=250mm,吊环内径
d=100mm,吊耳设计载荷
P=50t.研究对象中只存在一种接触关系:插销与吊耳孔.二者刚度相近,因此可归为柔体2柔体的接触.将插销的外表面设置为目标面,选取单元为
Targe170;吊耳孔的内表面设置为接触面,选取单元
为Conta174.摩擦系数取0.1,其余均保持默认设置.接触计算模型见图1,吊耳的Von2Mises应力见图2. 通过提取与插销接触的吊耳节点上的节点力,绘制出接触面上节点力的分布曲线.接触面上节点受到的垂向(Y向)力的分布曲线见图3,合力的分布曲线见图4.
由图可知,Von2Mises位于°和°,接触面上节点受.由图4可60°和120°的.
.
图1 接触计算模型图
图2 吊耳Von2Mises应力
图3 垂向力的分布曲线图图4 合力的分布曲线图
1.2 垂向正弦加载算法所有节点力的合力等于吊耳的设计载荷:
n
n
假定插销与吊耳孔接触时,吊耳承压面上的节点受到垂向正弦分布力的作用.有限元计算时,在与插销接触的吊耳孔节点上施加垂向正弦分布力,用正弦函数来描述为:
F=k1sinθ
式中,k1为载荷系数;θ为接触点角度.
∑F
i=1
i
=
∑ksinθ
i
i
i=1
=P
式中,i为接触面上的节点数;P为吊耳的设计载荷,由此确定k1.
该加载曲线类似于接触算法中吊耳接触面上节点受到的垂向力的分布曲线.施加的垂向正弦分布力
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