焊接件在法向压力作用下的ansys workbench联合仿真方法研究

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1、设计计算试验研究焊接件在法向压力作用下的ANSYSWorkbench联合仿真方法研究*师健弘，李世芸(昆明理工大学，云南昆明6505OO)摘要：实际工程中，对于较大装配体前期模型的处理是非常繁琐的，通过对多个作用在弹性半空间体上的力进行理论分析，并在有限元分析环境中引入理想的等效刚体装配模型，得出理想模型和理论分析在应力变化方面的一致性。在此基础上分析了预留焊缝和焊缝填充处理模型，最终发现，在模型前处理和接触设置的过程中遇到类似等效刚体装配模型的情况，此时可以直接保留仅有三维模型的装配特征，根据情况在ANSYSWorkbench中进行相应的设置即可。关键词：接触；有限

2、元；等效刚体中图分类号：TP301文献标志码：AResearchonProcessingModelofWeldingBodyLoadedbytheNormalere~ureinSolidEdgeST4andANSYSWorkbenchSHIJianhong，LIShiyun(KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)Abstract：Itishardtohandletheearlierstagemodeloflargeassemblybodyinengineeringhandling，ani

3、dealequivalentrigidbodyassemblymodelwasintroducedintotheFEAthroughthemultipleforceworkingonelastichalf-space，thentheconsistencyofstresschangetrendoftheidealmodelandtheoreticalanalysiswasconcluded．Basedonthis，theothermodelswhichhasgaporgapbeweldedwereanalyzed，finallythesituationsofequiva

4、lentrigidbodyassemblymodelthroughpre-treatingorhandingthecontactsetswerefound，their3-Dfeatureswereanalyzed，anddosomesettingintheANSYSWorkbench．Keywords：contact，finiteelement，equivalentrigidbody性半空间体的变形进行讨论。集中力作用下弹性半1问题引入空间体的位移解析解是可以在教材_1中找到的，所在实际的工程中，常常会遇到很多三维连续体关注的只有Z轴的位移分量“：的有限元分析，而工厂

5、的设计模型往往是为了方便一『l—+十Z2]J(1)加工而预留焊缝尺寸，这样在导入的三维模型中常式中，为泊松比；E为弹性模具；为Z方向的坐常存在较大的缝隙，如图1a所示，这样在后期的有限元分析中，常常要处理焊缝，把模型处理成为理想标值；r为作用面的半径。的装配体，如图1b所示。这种方法对于简单的装配如果多个力同时作用体是方便可行的，而对于较大的装配体，由于存在复(如图2所示)，根据解的叠杂的装配关系，如果全部处理成理想装配体是非常加原理[2]，位移可以认为是繁琐的。每一个力单独作用的结果相加。在无摩擦接触问题图2表面应力作用在弹性半空间体上中，在法向应力P(．z，)连续

6、分布的情况下，表面位移公式为：F—／／／／／／—／／／Aa)实际装配体b)理想装配体一等图12种装配体模型r一~／(z—)。+(～y)(3)2理论分析式中，E一；z和为圆边界上的坐标；z和在模型的分析过程中，边界条件的施加往往是Y为作用在圆面内的坐标。复杂的，为了使问题简化，本文只对表面力作用下弹假设法向应力分布为：《新技术新工艺》设计计算与试验研究I79新技术新工艺2013年第12期料，定义其弹性模量E为220GPa；然后，定义圆柱的P—P。(1一)一。，r≤n(4)材料为新材料，底座的材料默认为结构钢。网格划分通过式4可以解得垂直位移为：单元大小控制圆柱为15mm

7、，底座为10mm，在接触“：一㈤面设置中，定义圆柱为target面，底座为contact面。行为定义成为AutoAsymmetric，连接方式为bonded，通过式5可知，当材料、压力和半径为定值时，再施加10MPa的平均压力在圆柱的上表面，定义底U。也为定值。基于这个特点，可以在ANSYS座下表面为固定端，最后求解。可以解得在底座上表Workbench的环境中建立一个模型来进行模拟。面在路径0～30mm上的位移和应力(见表1)，同时3创建三维等效刚体模型把已知数据带入式4、式5，得到底座上表面路径在O～3Omm上的位移和应力(见表2)。根据“。为定