Workbench中beam-solid連接方式暨合理設置探討

2018-06-02 by:CAE仿真在線來源:互聯網

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的設置采用默認選項program controlled即可。梁與實體固定連接時,pinball設置不當則會產生嚴重錯誤結果。如圖1模型,2個零件均為實體,材料均為structural steel,細長梁截面尺寸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的其它選項對結果影響極小,只是小數點后第三位數字開始有變化。

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

圖 1 圖2

2.Beam-solid采用bonded contact連接

如圖3,細長梁采用line body建模,邊界條件不變。為區別比較,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,目標面選擇為2種情況:50X50印記面和140x140整個表面。Formulation選MPC。試算發現,pinball的半徑對變形有決定性影響如表1。

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設置探討ansys仿真分析圖片2

圖 3

Workbench中beam-solid連接方式暨合理設置探討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,當目標面與梁截面尺寸相同時,過小的pinball半徑(包括pinball默認設置)導致目標面沒有足夠的節點與梁端點建立約束方程,進而得出錯誤的結果。當pinball區域遠大于目標面時,建立約束的節點仍被限制在目標面內。由圖6和圖7可見,當目標面為目標體的整個面時,建立約束的節點由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默認為all,可輸入數值改變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半徑會導致計算錯誤。Pinball的默認設置all使mobile面內所有節點與梁的端點建立起約束。