【ansys workbench】6.装配体分析预备

本篇博客是根据阅读公众号“机械人读书笔记”而来的学习笔记~

装配体简化的基本认识

例: 支架两端通过地脚螺栓固定在地面上,零件凹孔面承受5000N的法向推力,求解支架的应力和位移。
材 料: Structure Steel
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如何简化呢?
将两个螺栓孔固定,地面就可以不要了,那么就变成了下面这样:
在这里插入图片描述

用此简化模型去设置

首先先导入装配体模型。
然后在Model-Geometry中挨个点击不同的零件,所点击的零件就会有不同的颜色,然后右键选择Suppress Body(压缩零件),注意不要选择Hide Body了哦~
这样就将模型简化好啦。

接着我们去按照之前讲的划分网格→约束→求解。

1.划分网格:
之前的模型我们在默认划分网格时,都是划分的六面体网格。而此模型,默认划分出来的是四面体网格。
我们没有必要将其改为六面体网格。
但要注意,一旦出现四面体网格,就要设置过渡问题了!

按照之前讲的判定网格精度是否合适,我们需要先将计算结果算出来,通过结果的应力的分布情况去进行判定。

2.设置约束:
首先题目是“支架两端通过地脚螺栓固定在地面上”,所以先设置Fixed Support在两个螺栓处。
其次题目说“零件凹孔面承受5000N的法向推力”,所以在零件背部施加力。

3.求解:
题目要求我们“求解支架的应力和位移”,所以我们先点solve,然后再insert应力equivalent stress,我们从应力的结果的红色可以去判定精度是否合格。
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但是从图中不难发现,红色出现在了螺栓孔处,这里是应力奇异的位置(刚性约束和尖角处),也就是说在这个位置,我们是无论如何都算不对的。那么我们放弃这个位置,看到了上面有两处黄色的区域,那么这里应该就是我们要研究的位置了。
那么我们就在那一圈位置(只要不包含应力奇异那里的位置就行)再进行一次等效应力分析即可。
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这样就好啦~就可以找到红色区域的位置,从而去判断精度了。
发现当前精度远远不够。就再去mesh那里设置,此时右键mesh,然后选择insert里的sizing,然后还是要选中刚刚所选的那些面(不包含应力奇异的位置),再去将精度设置一下,设置成多少我们也不知道,可以先设置成1mm然后再去判断一下。
如果不行,我们再去调整,0.8mm,0.7mm,0.6mm等。

分析结果的合理性评价

不一定每一个模型我们做出来结果之后,都用实验的方法去检验,我们也可以运用我们的尝试去先判断一下。
其实螺栓孔那里也是该结构的潜在危险点,但因为此位置做了约束,产生了应力奇异,所以我们的分析是分析不出来的。那么这个问题如何解决?(之后会讲到~)

那么我们再讨论一下位移。位移受网格影响较小。
我们通过整体的变形total deformation发现,受力之后,上面那里会往下弯。

解读一个方向上的位移insert-deformation-direction,然后我们可以看看Y Axis方向上的。发现结果出现了负值,说明向y轴负方向发生了变形。
但现实,因为与地面接触,所以与地面接触那里Y方向变形应该是0,不可以是负值,所以说明我们的简化出现了问题。

那么,我们就去把与地面接触的两个面设置成等高面的形式。
首先我们再添加地面那两个面在Y方向上的direction deformation,然后再上面的菜单栏中Contours中选择isolines即可~
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然后在左边那个五颜六色的颜色标中,在正负交接中随便选一个,将其改为0,回车即可。就出现了0位移线。

总结一下:
在这个例子中,简化的难点在于底面的约束该如何实现。 我们以后再研究~

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