作业3A接触刚度研究Workbench-Mechanical结构非线性WS3A-1
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•目标: –研究接触刚度对结果收敛性的影响WS3A-2
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement步骤:•如果已经在先前的作业中打开了Workbench, 用Utility Menu>File>New…启动一新分析•浏览并打开“” 项目文件.WS3A-3
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement项目示图区应如右图所示. –从示图区, 可看到已定义了Engineering (材料) Data 和Geometry (绿色对号标记). –接下是在Mechanical中建立和运行有限元模型Mechanical–打开Engineering Data Cell (高亮并双击或点击鼠标右键并选择Edit) 来校正材料属性.–从Utility Menu > View >…激活重要的对话框•Properties•Outline–检验单位是公制(Tonne,mm,…) 系统. 如果不是, 点击… •Utility Menu >Units >Metric(Tonne, mm,…)WS3A-4
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•回到项目示图区–Utility Menu > Return to Project•双击Model 打开FE模型(Mechanical Session) (或RMB=>Edit…)WS3A-5
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•几何是2D 反对称的. 下面的板为刚性约束的. 上板底面为圆弧的柔性体. 上板承受一向下5MPa 压力载荷.•材料: 两板都为默认的线弹性结构钢.WS3A-6
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•根据下面的提示建立一个接触对:•作业集中研究接触刚度和其对结果的影响(表面压力和渗透).WS3A-7
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•检验工作单位制–“Unit > Metric (mm,kg,N,s,mV,mA)”•展开model 分支，使其相似于model set-up.高亮显示“Geometry” 并参考细节窗口来确认模型为2D 反对称的. 检查预先确定的两板间无摩擦接触区域.检查分析设置.Autotime stepping = ONInitial substeps = 10Max substeps = 100Large deflection = ONWS3A-8
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•高亮显示接触区域并设置Normal Stiffness 为“Manual” ，定义Normal Stiffness Factor 为1e-002.•求解WS3A-9
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•总变形的后处理:WS3A-10
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•接触结果的后处理:–接触压力–接触渗透WS3A-11
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•下表记录了结果.•对Normal Stiffness factors 为, , 和重复以上分析. •将接触算法改为Normal Lagrange进行进一步对比. 接触算法法向刚度总变形接触压力渗透# 迭代因子Aug LagrangeN/A•在迭代和子步间使用更新刚度，进行对比.•哪一个提供最好的结果(根据精度和迭代)?WS3A-12
Workbench Mechanical –Structural Nonlinearities…作业3A –接触刚度研究Workshop Supplement•结论刚度增加, 渗透减少，而最大压力增加. 并且通常会有更多的迭代和更长运行时间. 值得注意使用自动刚度更新工具的的益处.值得注意不管刚度值是多少, 装配的总位移改变很小. 值得强调的是工程目标的需要.指定正确的法向刚度不是一个独立问题，它总是需在结果质量(精度) 和耗费(运行时间)间寻找平衡. 基于这个研究, 法向刚度因子为 是满意的. WS3A-13
