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1、实例——陶瓷套管的接触分析1.1问题描述:如图1-1所示,销控比插销孔稍稍大一点,这样它们之间由于接触就会产生应力应变。由于对称性,我们采用整个模型的四分之一进行建模分析,并分成两个载荷步来求解。第一载荷步是观察插销接触面的应力,第二载荷步是观察插销拔出过程的应力、接触压力和反力等。材料性质如下:弹性模量:EX=30E6泊松比:NUXY=0.25接触摩擦系数:f=0.2几何尺寸:圆柱套管:R1=0.5,H1=3;套筒:R2=1.5,H2=2;套筒孔:R3=0.45,H3=2。1-1圆柱套筒示意图1-2GUI方式:步骤1:建立有限元模
2、型并划分网格(1)设置分析标题:选取菜单路径UtilityMenu
3、File
4、ChangeTitle,在输入栏中输入ContactAnalysis,单击OK按钮,完成对标题名的指定。(2)定义单元类型:选取菜单路径MainMenu
5、Preprocessor
6、ElementType
7、Add/Edit/Delete,将弹出ElementTypes(单元类型)对话框,如图1-2所示,单击Add按钮,将弹出如图1-3所示的LibraryofElementTypes(单元类型库)对话框,图1-2ElementTypes对话框单击Structu
8、ralSolid,使其高亮度显示,指定添加的单元类型为结构实体单元。然后,在靠近右边的列表中,单击Brick8node185,选定单元类型Solid185,单击OK按钮,然后单击ElementTypes对话框的Close按钮,关闭LibraryofElementTypes对话框。图1-3LibraryofElementTypes对话框(3)定义材料性质:选取菜单路径MainMenu
9、Preprocessor
10、MaterialProps
11、MaterialModels,将弹出1-4所示的DefineMaterialModelBehavi
12、or(材料模型定义)对话框。图1-4DefineMaterialModelBehavior对话框在对话框的右边选项框中,依次双击Structural
13、
14、Linear
15、
16、Elastic
17、
18、Isotropic,将弹出1号材料的弹性模量EX和泊松比PRXY的定义对话框,如图1-5所示。图1-5LinearIsotropicPropertitiesforMaterial对话框在线性各向同性材料属性对话框中的EX(弹性模量)文本框中输入“30E6”,PRXY(泊松比)文本框中输入0.25。单击对话框中的OK按钮关闭对话框。在对话框选取路径Ma
19、terial
20、Exit关闭对话框,完成对材料模型的定义。(4)生成圆柱:选择菜单路径MainMenu
21、Preprocessor
22、Modeling
23、Create
24、Volumes
25、Cylinder
26、ByDimesions,弹出如图1-6所示的CreateCylinderbyDimensions对话框,在Rad1Outerradius后面输入1.5,在Z1,Z2Z-coordinates后面输入2.5,4.5,单击OK按钮。图1-6CreatCylinderbyDimensions对话框(5)调整所建实体的视图。选择菜单路径Utility
27、Menu
28、PlotCtrls
29、PanZoomRotate,打开Pan-Zoom-Rotate(平移-缩放-旋转)对话框,如图1-7所示,单击ISO按钮,再单击Close将其关闭。结果显示如图1-8所示。图1-7Pan-Zoom–Rotate图1-8实体模块显示工具条(6)生成圆柱孔:选择菜单路径MainMenu
30、Preprocessor
31、Modeling
32、Create
33、Volumes
34、Cylinder
35、ByDimesions,弹出如图1-6所示的CreatCylinderbyDimensions对话框,在RAD1Outerradiu
36、s后面输入0.45,在Z1,Z2Z-coordinates后面输入2.5,4.5,单击OK按钮。(7)体相减操作:选择菜单路径MainMenu
37、Preprocessor
38、Modeling
39、Operate
40、Booleans
41、Substract
42、Volum,弹出一个拾取框,在图形上拾取大圆柱体,单击OK按钮,又弹出一个拾取框,在图形上拾取小圆柱体,单击OK按钮,结果显示如图1-9所示。(8)生成圆柱套管:选择菜单路径MainMenu
43、Preprocessor
44、Modeling
45、Create
46、Volumes
47、Cylinder
48、ByDime
49、sions,弹出如图1-6所示的CreatCylinderbyDimensions对话框,在RAD1Outerradius后面输入0.5,在Z1,Z2Z-coordinates后面输入2.0和5,单击OK按钮。(9)打开体编号显示:U