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[請益] ANSYS兩圓柱接觸分析

看板Cad_Cae (電腦輔助設計)作者時間3年前 (2021/11/05 14:34), 3年前編輯推噓13(13推 0噓 59→)
留言72則, 5人參與, 3年前最新討論串1/2 (看更多)
各位前輩好 目前試著做兩個圓柱接觸的例題 https://imgur.com/nilx2vG
輸入數據如下: https://imgur.com/lc4PnCB
以理論解得出接觸區域中間壓力為264.5MPa https://imgur.com/8gJoLdb
使用ansys解題: https://imgur.com/YZ7D6iQ
但結果(239Mpa)卻和理論解有所差距: https://imgur.com/cmxwlGK
附上指令檔，確定相容2021R1教育版及17版: https://drive.google.com/file/d/1-Y5RkEAMCOFoN6NTgILzNkNIqNX8dn6r/view?usp= sharing 之前是用更粗的網格去做，此為已經試著去細化網格的結果，想請問各位我應該再繼續 細化網格下去嗎? 有找過書上類似的題目，不用很細的網格卻能達到與理論解差不多的 結果，使我有點懷疑是否該繼續細化下去 抑或是我有其他地方設定有誤? 還請各位賜教，感謝 ================================================================ 補充圖片 接觸區域附近的元素: https://imgur.com/ScgFg20
接觸對: https://imgur.com/0PP4RP2
https://imgur.com/cNroZT2
接觸區域附近的應力: https://imgur.com/iBrEGPI
-- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 163.13.136.41 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Cad_Cae/M.1636094095.A.1E3.html
推
11/05 21:25, 3年前 , 1F
FEM的contact stess會跟接觸的節點數量有關，你上下模型
11/05 21:25, 1F
→
11/05 21:25, 3年前 , 2F
的節點有沒有都對在一起?
11/05 21:25, 2F
→
11/05 21:51, 3年前 , 3F
回g大：感謝提醒，這點我沒有注意到，但不知道如何確認，
11/05 21:51, 3F
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11/05 21:52, 3年前 , 4F
我只是依序在接觸的位置分佈目標和接觸元素
11/05 21:52, 4F
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11/05 21:54, 3年前 , 5F
還是我應該用contact wizard？ 但我記得裡面也沒有相關設
11/05 21:54, 5F
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11/05 21:54, 3年前 , 6F
定能確認兩個元素是否有對到
11/05 21:54, 6F
推
11/06 00:33, 3年前 , 7F
節點只能手動對齊而已
11/06 00:33, 7F
→
11/06 17:44, 3年前 , 8F
兩邊接觸區域附近的網格設置都相同，所以應該是有對齊，
11/06 17:44, 8F
→
11/06 17:44, 3年前 , 9F
我之後回去再確認，此外還有其它的建議嗎？
11/06 17:44, 9F
推
11/06 23:37, 3年前 , 10F
建模的時候 share topology或者form new part(?
11/06 23:37, 10F
推
11/06 23:53, 3年前 , 11F
還有就是接觸節點的層數，可以試試看只讓一層節點接觸
11/06 23:53, 11F
推
11/07 02:06, 3年前 , 12F
截圖一下局部接觸應力分佈，這樣比較清楚
11/07 02:06, 12F
※ 編輯: j6zoz04 (163.13.136.41 臺灣), 11/08/2021 14:35:29
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11/08 14:37, 3年前 , 13F
回R大:不好意思，不了解什麼是share topology和form new
11/08 14:37, 13F
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11/08 14:37, 3年前 , 14F
part
11/08 14:37, 14F
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11/08 14:38, 3年前 , 15F
回g大:想請問層數的意思，已把接觸對的圖片補上，我這樣
11/08 14:38, 15F
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11/08 14:38, 3年前 , 16F
算是一層嗎?
11/08 14:38, 16F
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11/08 14:39, 3年前 , 17F
回s大:已補上圖片
11/08 14:39, 17F
推
11/08 21:44, 3年前 , 18F
我這樣看你就有7層的元素有接觸到
11/08 21:44, 18F
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11/08 21:47, 3年前 , 19F
我個人的猜測，範例可以求出接近解析解的結果應該是元素切
11/08 21:47, 19F
→
11/08 21:47, 3年前 , 20F
比較粗，所以有接觸的節點層數比較少的關係，你可以試試看
11/08 21:47, 20F
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11/08 21:47, 3年前 , 21F
放大元素大小
11/08 21:47, 21F
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11/09 01:18, 3年前 , 22F
不好意思，還是不太懂您的"層數"是指有初始接觸到的元素
11/09 01:18, 22F
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11/09 01:18, 3年前 , 23F
數量嗎？
11/09 01:18, 23F
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11/09 01:19, 3年前 , 24F
一般來說不是應該縮小元素大小才會接近解析解嗎？
11/09 01:19, 24F
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11/09 17:51, 3年前 , 25F
剛剛發現我的接觸元素節點的contact pressure和y stress
11/09 17:51, 25F
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11/09 17:51, 3年前 , 26F
居然不一致..
11/09 17:51, 26F
推
11/09 20:55, 3年前 , 27F
層數是指接觸到的節點數量(切線方向)
11/09 20:55, 27F
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11/09 20:56, 3年前 , 28F
由於我不知道你列的哪個解析解是怎麼解的，所以以下是我的
11/09 20:56, 28F
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11/09 20:57, 3年前 , 29F
猜測，理論上兩個圓的接觸面是一個無限小的點(以圓柱看就是
11/09 20:57, 29F
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11/09 20:57, 3年前 , 30F
一條線)，所以此理論接觸壓力會是無窮大，我猜測這個解析解
11/09 20:57, 30F
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11/09 20:58, 3年前 , 31F
大概是用一個很小的面積去計算出來的。但你把圓用有限元素
11/09 20:58, 31F
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11/09 20:59, 3年前 , 32F
離散化後，這個面積大小會是你用了多少元素而定，當元素越
11/09 20:59, 32F
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11/09 21:00, 3年前 , 33F
細的時候接觸的節點會越多，而接觸壓力的計算方式是把節點
11/09 21:00, 33F
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11/09 21:00, 3年前 , 34F
上力平衡的結果，理論上同樣的力量如果越多節點接觸，這個
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11/09 21:02, 3年前 , 35F
壓力的極值會變小(因為力量平均的關係)。
11/09 21:02, 35F
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11/09 21:28, 3年前 , 36F
了解，所以我應該把它這裡的接觸壓力理解為 外力/觸點數
11/09 21:28, 36F
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11/09 21:29, 3年前 , 37F
而非外力/面積
11/09 21:29, 37F
→
11/09 21:32, 3年前 , 38F
我試著將元素減少後應力值會更小於理論解
11/09 21:32, 38F
→
11/09 21:35, 3年前 , 39F
元素由粗到細的應力趨勢是由小→大來接近理論解的
11/09 21:35, 39F
推
11/09 21:37, 3年前 , 40F
等一下，你看的是應力還是接觸壓力?
11/09 21:37, 40F
→
11/09 21:37, 3年前 , 41F
另外就是你看的是應力上的值，還是平均後的值
11/09 21:37, 41F
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11/09 21:38, 3年前 , 42F
節點上的值(上面打錯字)
11/09 21:38, 42F
→
11/09 21:39, 3年前 , 43F
我看的應力是節點上的應力(Y-Component Stress)
11/09 21:39, 43F
推
11/09 21:41, 3年前 , 44F
應力跟contact pressure不一樣喔
11/09 21:41, 44F
→
11/09 21:43, 3年前 , 45F
應力是二階張量，contact pressure是向量(一階張量)
11/09 21:43, 45F
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11/09 21:43, 3年前 , 46F
後處理裡面應該有另一個值是contact pressure
11/09 21:43, 46F
→
11/09 21:46, 3年前 , 47F
我看赫氏理論在接觸區域的contact pressure與
11/09 21:46, 47F
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11/09 21:46, 3年前 , 48F
y方向應力(surface stress)是一樣的
11/09 21:46, 48F
→
11/09 21:49, 3年前 , 49F
在後處理中，同個接觸節點的contact pressure與sy不相同
11/09 21:49, 49F
推
11/13 17:16, 3年前 , 50F
物體不是剛體的話，接觸面積不會是無窮小。請問你知道這
11/13 17:16, 50F
→
11/13 17:16, 3年前 , 51F
解析解是有沒有在小變形的假設下嗎？
11/13 17:16, 51F
推
11/13 17:21, 3年前 , 52F
另外你這個是建2D模型嗎？是的話是plane stress 還plane
11/13 17:21, 52F
→
11/13 17:21, 3年前 , 53F
strain
11/13 17:21, 53F
→
11/13 18:03, 3年前 , 54F
回s大，此理論是以有小變形為前提的
11/13 18:03, 54F
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11/13 18:03, 3年前 , 55F
我選擇使用plane strain
11/13 18:03, 55F
→
11/13 18:08, 3年前 , 56F
之後做了一些不同嘗試，我在想是不是與我網格劃分不過漂
11/13 18:08, 56F
→
11/13 18:08, 3年前 , 57F
亮有關
11/13 18:08, 57F
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11/13 20:25, 3年前 , 58F
對，是2d模型
11/13 20:25, 58F
推
11/13 22:25, 3年前 , 59F
這感覺是3D理論解，因為我看輸入的地方有長度可填，你建
11/13 22:25, 59F
→
11/13 22:25, 3年前 , 60F
個3Dmodel或改plane stress看看，雖然我覺得可能結果更小
11/13 22:25, 60F
→
11/13 22:25, 3年前 , 61F
...。如果想從mesh下手，這要做成幅射扇形的比較好
11/13 22:25, 61F
→
11/14 02:43, 3年前 , 62F
他輸入長度好像只是要換算成pressure而已，我看書上也是
11/14 02:43, 62F
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11/14 02:43, 3年前 , 63F
使用2d來推導公式
11/14 02:43, 63F
→
11/14 02:44, 3年前 , 64F
我也曾想改成plane stress 但這例子我覺得plane strain才
11/14 02:44, 64F
→
11/14 02:45, 3年前 , 65F
對
11/14 02:45, 65F
→
11/14 02:46, 3年前 , 66F
目前希望是能用2d來跑，因為教育版的網格限制
11/14 02:46, 66F
→
11/14 02:56, 3年前 , 67F
想請問扇形網格的部分，目前只會用線段分割數或網格大小
11/14 02:56, 67F
→
11/14 02:56, 3年前 , 68F
來劃分網格。
11/14 02:56, 68F
→
11/14 17:04, 3年前 , 69F
附上plane stress的結果:
11/14 17:04, 69F
→
11/14 17:04, 3年前 , 70F
11/14 17:04, 70F
推
11/26 00:58, 3年前 , 71F
看來改成plane stress就解了
11/26 00:58, 71F
→
11/26 14:12, 3年前 , 72F
但為何要用plane stress這點我不能理解就是
11/26 14:12, 72F
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