ansys平面应力和平面应变问题 接触分析 有限元模型装配技术

ansys平面应力和平面应变问题：

如果能将三维问题简化为二维问题，将大大节约计算时间。对于平面应力和平面应变问题就可以实现这种简化，本问将介绍一下平面应力和平面应变的概念。

平面应力：只在平面内有应力，与该面垂直方向的应力可忽略，例如薄板拉压问题。

平面应变：只在平面内有应变，与该面垂直方向的应变可忽略，例如水坝侧向水压问题。

具体说来：

平面应力是指所有的应力都在一个平面内，如果平面是OXY平面，那么只有正应力σx，σy，剪应力τxy(它们都在一个平面内)，没有 σz，τyz，

τzx。

平面应变是指所有的应变都在一个平面内，同样如果平面是OXY平面，则只有正应变εx，εy和剪应变γxy，而没有εz，γyz，γzx。

举例说来：

平面应变问题比如压力管道、水坝等，这类弹性体是具有很长的纵向轴的柱形物体，横截面大小和形状沿轴线长度不变；作用外力与纵向轴垂直，并且沿长度不变；柱体的两端受固定约束。

平面应力问题讨论的弹性体为薄板，薄壁厚度远远小于结构另外两个方向的尺度。薄板的中面为平面，其所受外力，包括体力均平行于中面面内，并沿厚度方向不变。而且薄板的两个表面不受外力作用

在ANSYS有限元分析中，设置平面应变和应力的命令流方法有两种形式： A.

ET,1,PLANE2,,,2 !定义单元类型和属性，设定平面应变问题keyopt(3)＝2 B.

ET,1,PLANE2 !定义单元类型

KEYOPT,1,3,2 !设定平面应变问题keyopt(3)＝2 KEYOPT,1,5,0

KEYOPT,1,6,0

ANSYS接触分析：

刚性目标面-导向节点

1、缺省时，程序自动约束刚性目标面。也就是说，自动地将目标的位移和转动设定 为零。

2、要模拟刚性目标的更复杂行为，可以创建一个特殊的单节点目标单元，称为导向节点。

>该单元通过具有相同的实常数属性与目标面联系起来。 比如：

*set,_npilot,1000 n, _npilot, x, y, z type, tid mat, cid real, cid tshape, pilo

en, , _npilot(e,_npolit) eshape

3、对于整个刚性面，导向节点起手柄 的作用。

>可以对导向节点指定非零的位移、转动、力和/或力矩模拟目标面的刚体运动。

>注意如果存在导向节点，程序将不自动约束刚性面。

4、刚性目标面可以与导向节点”联系起来，导向节点的运动控制目标面的运动。可以在导向节点上为整个目标面确定力，位移和 /或转动。可

以认为导向节点是整个刚性面的手柄。

5、如果定义一个导向节点，ANSYS 仅在导向节点上检验边界条件而忽略目标面上其它节点的约束。

6、导向节点可以通过对关键点划分网格生成， 或通过采用和目标单元相同的单元属性直接生成。

ANYS有限元模型装配技术

>ANSYS提供专门的菜单系统进行模型的合并装配过程： 1、写出各零部件模型。

Command(s): CDWRITE

GUI: Main Menu> Preprocessor> Archive Model> Write

2、读入各种零部件模型。

Command(s): CDREAD

GUI: Main Menu> Preprocessor> Archive Model> Read

3、模型位置的调整：可以采用Move、Reflect等操作，但最好的操作就是坐标系转换。

Command(s): KTRAN LTRAN ATRAN VTRAN

GUI: Main Menu> Preprocessor> Modeling> Move/Modify> Transfer Coord>

4、创建各零部件之间的装配关系：固连、滑移等，可以采用ANSYS

的接触装配、MPC、自由度耦合和约束方程等。

>>模型归档--写出

对于多模型的合并操作，为保留所有模型信息，利用Write命令时，Data to Archive选项设为COMB Associated DB and SOLID(1 file)，并且Solid Model Format选项设置为ANSYS Neutral File，文件名可以自己拟定。

>>模型归档--读入

对于多模型的合并操作，读入归档模型时，必须与归档写出时的操作和设置完全对应。

>>模型合并装配--坐标系转换

当多个模型导入后，需要将各归档读入模型放置到相互装配的位置上。如果各模型在创建时刚好都在装配位置上，那么不需要进行零部件模型的位置变换就可以直接进行合并处理。但是，不同零部件一般都在各自的坐标系进行创建，这些坐标系对于装配模型来说都是零部件的局部坐标系，必须将这些零部件按照其本身的坐标系 转换到装配位置上。最有效的方式是采用ANSYS坐标系转换功能进行操作。

>>多模型的合并装配

多模型的合并之后，就创建个零部件之间的转配关系，这个可以利用ANSYS提供的各种装配技术，如焊接、多个螺栓或铆钉连接、绑定或滑移等多种接触连接、预紧连接(Pret179单元)、轴销或球铰等各种关节

(MPC单元)、弹性连接(耦合自由度)、刚性连接(约束方程)、多点约束(MPC184单元) 等

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