j作者j6zoz04 (RTOO)
看板Cad_Cae
标题[请益] ANSYS两圆柱接触分析
时间Fri Nov 5 14:34:49 2021
各位前辈好
目前试着做两个圆柱接触的例题
https://imgur.com/nilx2vG
输入数据如下:
https://imgur.com/lc4PnCB
以理论解得出接触区域中间压力为264.5MPa
https://imgur.com/8gJoLdb
使用ansys解题:
https://imgur.com/YZ7D6iQ
但结果(239Mpa)却和理论解有所差距:
https://imgur.com/cmxwlGK
附上指令档，确定相容2021R1教育版及17版:
https://drive.google.com/file/d/1-Y5RkEAMCOFoN6NTgILzNkNIqNX8dn6r/view?usp=
sharing
之前是用更粗的网格去做，此为已经试着去细化网格的结果，想请问各位我应该再继续
细化网格下去吗? 有找过书上类似的题目，不用很细的网格却能达到与理论解差不多的
结果，使我有点怀疑是否该继续细化下去
抑或是我有其他地方设定有误?
还请各位赐教，感谢
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补充图片
接触区域附近的元素:
https://imgur.com/ScgFg20
接触对:
https://imgur.com/0PP4RP2
https://imgur.com/cNroZT2
接触区域附近的应力:
https://imgur.com/iBrEGPI
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc), 来自: 163.13.136.41 (台湾)
※ 文章网址: https://webptt.com/cn.aspx?n=bbs/Cad_Cae/M.1636094095.A.1E3.html
1F：推 gamer: FEM的contact stess会跟接触的节点数量有关，你上下模型 11/05 21:25
2F：→ gamer: 的节点有没有都对在一起? 11/05 21:25
3F：→ j6zoz04: 回g大：感谢提醒，这点我没有注意到，但不知道如何确认， 11/05 21:51
4F：→ j6zoz04: 我只是依序在接触的位置分布目标和接触元素 11/05 21:52
5F：→ j6zoz04: 还是我应该用contact wizard？ 但我记得里面也没有相关设 11/05 21:54
6F：→ j6zoz04: 定能确认两个元素是否有对到 11/05 21:54
7F：推 gamer: 节点只能手动对齐而已 11/06 00:33
8F：→ j6zoz04: 两边接触区域附近的网格设置都相同，所以应该是有对齐， 11/06 17:44
9F：→ j6zoz04: 我之後回去再确认，此外还有其它的建议吗？ 11/06 17:44
10F：推 RASSIS: 建模的时候 share topology或者form new part(? 11/06 23:37
11F：推 gamer: 还有就是接触节点的层数，可以试试看只让一层节点接触 11/06 23:53
12F：推 shin750926: 截图一下局部接触应力分布，这样比较清楚 11/07 02:06
※ 编辑: j6zoz04 (163.13.136.41 台湾), 11/08/2021 14:35:29
13F：→ j6zoz04: 回R大:不好意思，不了解什麽是share topology和form new 11/08 14:37
14F：→ j6zoz04: part 11/08 14:37
15F：→ j6zoz04: 回g大:想请问层数的意思，已把接触对的图片补上，我这样 11/08 14:38
16F：→ j6zoz04: 算是一层吗? 11/08 14:38
17F：→ j6zoz04: 回s大:已补上图片 11/08 14:39
18F：推 gamer: 我这样看你就有7层的元素有接触到 11/08 21:44
19F：→ gamer: 我个人的猜测，范例可以求出接近解析解的结果应该是元素切 11/08 21:47
20F：→ gamer: 比较粗，所以有接触的节点层数比较少的关系，你可以试试看 11/08 21:47
21F：→ gamer: 放大元素大小 11/08 21:47
22F：→ j6zoz04: 不好意思，还是不太懂您的"层数"是指有初始接触到的元素 11/09 01:18
23F：→ j6zoz04: 数量吗？ 11/09 01:18
24F：→ j6zoz04: 一般来说不是应该缩小元素大小才会接近解析解吗？ 11/09 01:19
25F：→ j6zoz04: 刚刚发现我的接触元素节点的contact pressure和y stress 11/09 17:51
26F：→ j6zoz04: 居然不一致.. 11/09 17:51
27F：推 gamer: 层数是指接触到的节点数量(切线方向) 11/09 20:55
28F：→ gamer: 由於我不知道你列的哪个解析解是怎麽解的，所以以下是我的 11/09 20:56
29F：→ gamer: 猜测，理论上两个圆的接触面是一个无限小的点(以圆柱看就是 11/09 20:57
30F：→ gamer: 一条线)，所以此理论接触压力会是无穷大，我猜测这个解析解 11/09 20:57
31F：→ gamer: 大概是用一个很小的面积去计算出来的。但你把圆用有限元素 11/09 20:58
32F：→ gamer: 离散化後，这个面积大小会是你用了多少元素而定，当元素越 11/09 20:59
33F：→ gamer: 细的时候接触的节点会越多，而接触压力的计算方式是把节点 11/09 21:00
34F：→ gamer: 上力平衡的结果，理论上同样的力量如果越多节点接触，这个 11/09 21:00
35F：→ gamer: 压力的极值会变小(因为力量平均的关系)。 11/09 21:02
36F：→ j6zoz04: 了解，所以我应该把它这里的接触压力理解为 外力/触点数 11/09 21:28
37F：→ j6zoz04: 而非外力/面积 11/09 21:29
38F：→ j6zoz04: 我试着将元素减少後应力值会更小於理论解 11/09 21:32
39F：→ j6zoz04: 元素由粗到细的应力趋势是由小→大来接近理论解的 11/09 21:35
40F：推 gamer: 等一下，你看的是应力还是接触压力? 11/09 21:37
41F：→ gamer: 另外就是你看的是应力上的值，还是平均後的值 11/09 21:37
42F：→ gamer: 节点上的值(上面打错字) 11/09 21:38
43F：→ j6zoz04: 我看的应力是节点上的应力(Y-Component Stress) 11/09 21:39
44F：推 gamer: 应力跟contact pressure不一样喔 11/09 21:41
45F：→ gamer: 应力是二阶张量，contact pressure是向量(一阶张量) 11/09 21:43
46F：→ gamer: 後处理里面应该有另一个值是contact pressure 11/09 21:43
47F：→ j6zoz04: 我看赫氏理论在接触区域的contact pressure与 11/09 21:46
48F：→ j6zoz04: y方向应力(surface stress)是一样的 11/09 21:46
49F：→ j6zoz04: 在後处理中，同个接触节点的contact pressure与sy不相同 11/09 21:49
50F：推 samuely: 物体不是刚体的话，接触面积不会是无穷小。请问你知道这 11/13 17:16
51F：→ samuely: 解析解是有没有在小变形的假设下吗？ 11/13 17:16
52F：推 samuely: 另外你这个是建2D模型吗？是的话是plane stress 还plane 11/13 17:21
53F：→ samuely: strain 11/13 17:21
54F：→ j6zoz04: 回s大，此理论是以有小变形为前提的 11/13 18:03
55F：→ j6zoz04: 我选择使用plane strain 11/13 18:03
56F：→ j6zoz04: 之後做了一些不同尝试，我在想是不是与我网格划分不过漂 11/13 18:08
57F：→ j6zoz04: 亮有关 11/13 18:08
58F：→ j6zoz04: 对，是2d模型 11/13 20:25
59F：推 samuely: 这感觉是3D理论解，因为我看输入的地方有长度可填，你建 11/13 22:25
60F：→ samuely: 个3Dmodel或改plane stress看看，虽然我觉得可能结果更小 11/13 22:25
61F：→ samuely: ...。如果想从mesh下手，这要做成幅射扇形的比较好 11/13 22:25
62F：→ j6zoz04: 他输入长度好像只是要换算成pressure而已，我看书上也是 11/14 02:43
63F：→ j6zoz04: 使用2d来推导公式 11/14 02:43
64F：→ j6zoz04: 我也曾想改成plane stress 但这例子我觉得plane strain才 11/14 02:44
65F：→ j6zoz04: 对 11/14 02:45
66F：→ j6zoz04: 目前希望是能用2d来跑，因为教育版的网格限制 11/14 02:46
67F：→ j6zoz04: 想请问扇形网格的部分，目前只会用线段分割数或网格大小 11/14 02:56
68F：→ j6zoz04: 来划分网格。 11/14 02:56
69F：→ j6zoz04: 附上plane stress的结果: 11/14 17:04
71F：推 samuely: 看来改成plane stress就解了 11/26 00:58
72F：→ j6zoz04: 但为何要用plane stress这点我不能理解就是 11/26 14:12