Workbench中beam-solid连接方式暨合理设置探讨

2018-06-02 by:CAE仿真在线来源:互联网

1. 引言

ANSYS Workbench中梁与实体固定连接时,可以用bonded contact,也可以是fixed joint。实体间固定连接时,pinball的设置采用默认选项program controlled即可。梁与实体固定连接时,pinball设置不当则会产生严重错误结果。如图1模型,2个零件均为实体,材料均为structural steel,细长梁截面尺寸50X50mm,长度400mm,底座截面尺寸140x140mm,厚度10mm,边界条件如图。零件间连接为bonded contact,formulation选program controlled,pinball region选program controlled,最大变形为0.15572mm如图2,structural error为0.0035mJ。Formulation选MPC,以及pinball region的其它选项对结果影响极小,只是小数点后第三位数字开始有变化。

Workbench中beam-solid连接方式暨合理设置探讨ansys仿真分析图片1

图 1 图2

2.Beam-solid采用bonded contact连接

如图3,细长梁采用line body建模,边界条件不变。为区别比较,底座上建立与梁截面尺寸相等的印记面。梁与实体底座bonded contact连接,目标面选择为2种情况:50X50印记面和140x140整个表面。Formulation选MPC。试算发现,pinball的半径对变形有决定性影响如表1。

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图 3

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表 1

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图4、图5、图6、图7

由图4和图5可见,当目标面与梁截面尺寸相同时,过小的pinball半径(包括pinball默认设置)导致目标面没有足够的节点与梁端点建立约束方程,进而得出错误的结果。当pinball区域远大于目标面时,建立约束的节点仍被限制在目标面内。由图6和图7可见,当目标面为目标体的整个面时,建立约束的节点由pinball半径控制。

3.Beam-solid采用fixed joint连接

如图8,边界条件不变,梁与实体底座fixed joint连接,注意到零件表面被选中时,pinball region默认为all,可输入数值改变pinball半径。零件表面的选择同样取2种情况。试算比较如表2。由图9至图12可见,过小的pinball半径会导致计算错误。Pinball的默认设置all使mobile面内所有节点与梁的端点建立起约束。