ANSYS APDL轴承接触分析命令详解和实例

本文详解了ANSYS APDL轴承接触分析命令并给出了实例。

　　finish

　　/clear

　　/filename,ex5-3 !设定工作名

　　/title,the contact analysis of Bearing !设定工作标题

　　!************************************

　　!进入前处理模块

　　!************************************

　　/prep7

　　*set,roll_r,5.7 !定义变量参数

　　*set,inside_r1,15

　　*set,inside_r2,18.5

　　*set,outside_r1,29.8

　　*set,outside_r2,33.3

　　*set,deep,8

　　*set,axes_r3,15.5

　　*set,fillet_r4,1

　　*set,axes_deep,20

　　*set,fillet_r5,1

　　!定义单元类型和属性

　　et,1,solid45 !定义单元类型solid45

　　MP,EX,1,2.06e5 !定义弹性模量

　　MP,PRXY,1,0.3 !定义泊松比

　　MP,MU,1,0.3 !定义摩擦系数

　　!建立模型

　　sph4,,-inside_r2-roll_r,roll_r+0.9 !生成轴承滚珠

　　cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承内圈

　　cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承外圈

　　cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承内圈

　　cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承外圈

　　wpoff,0,0,-deep !偏移工作平面

　　cyl4,,,0,-120,axes_r3,-60,-axes_deep !生成装配轴

　　lfillt,57,59,fillet_r4,, !生成倒角线

　　al,57,62,59,54,61 !由线生成面

　　vrotat,32,,,,,,42,37,60,1, !旋转面生成体

　　vdele,6,,,1 !删除编号为6的体

　　!

　　lfillt,31,39,fillet_r5,, !生成倒角线

　　al,34,39,53,31,37 !由线生成面

　　vdrag,27,,,,,,35 !拖拉面生成体

　　vdele,4,,,1 !删除编号为4的体

　　!

　　vgen,,7,,,,,0.27,,,1 !平移编号为7的体

　　!

　　wpoff,0,0,deep !偏移工作平面

　　csys,1 !激活柱坐标系

　　asel,s,loc,x,inside_r2 !选择x=inside_r2的面

　　asel,a,loc,x,outside_r1 !选择x=ouside_r1的面

　　vsba,1,all !体被面分割

　　vdele,4,,,1 !删除编号为4的体

　　vdele,8,,,1 !删除编号为8的体

　　allsel,all !选择全部图元

　　vsel,u,volu,,7 !不选编号为7的体

　　vglue,all !粘接全部的体

　　!以下通过一些布尔操作以方便网格划分

　　wpoff,0,-inside_r2-roll_r,0 !偏移工作平面

　　vsbw,1 !用工作平面分割体1

　　wpro,,-90, !旋转工作平面

　　vsbw,2 !用工作平面分割体2

　　vsbw,3 !用工作平面分割体3

　　wpro,,,-90 !旋转工作平面

　　vsbw,1 !用工作平面分割体1

　　vsbw,2 !用工作平面分割体2

　　vsbw,5 !用工作平面分割体5

　　vsbw,6 !用工作平面分割体6

　　!

　　voffst,2,-4 !沿面的法向平移面2生成体

　　voffst,9,-4 !沿面的法向平移面9生成体

　　voffst,23,-4 !沿面的法向平移面23生成体

　　voffst,53,-4 !沿面的法向平移面53生成体

　　!

　　voffst,3,4 !沿面的法向平移面3生成体

　　voffst,25,4 !沿面的法向平移面25生成体

　　voffst,38,4 !沿面的法向平移面38生成体

　　voffst,58,4 !沿面的法向平移面58生成体

　　!

　　vovlap,all !对体进行搭接操作

　　vdele,25,,,1 !删除编号为25的体及其所属的低阶图元

　　vdele,32,,,1 !删除编号为32的体及其所属的低阶图元

　　vdele,33,,,1 !删除编号为33的体及其所属的低阶图元

　　vdele,34,,,1 !删除编号为34的体及其所属的低阶图元

　　!

　　vdele,31,,,1 !删除编号为31的体及其所属的低阶图元

　　vdele,35,,,1 !删除编号为35的体及其所属的低阶图元

　　vdele,36,,,1 !删除编号为36的体及其所属的低阶图元

　　vdele,37,,,1 !删除编号为37的体及其所属的低阶图元

　　vglue,all !对体进行粘接操作

　　!划分网格

　　esize,2 !设定网格单元尺寸

　　mshape,0,3d !设定网格形状为六面体单元

　　mshkey,1 !设定为映射网格划分方式

　　vsel,s,volu,,1,3,2 !选择编号为1、3 的体

　　vsel,a,volu,,4,5 !同时选择编号为4,5的体

　　vsel,a,volu,,9 !同时选择编号为9的体

　　vsel,a,volu,,12,14 !同时选择编号为12、13、14的体

　　cm,sphere,volu !生成体的组件sphere

　　vmesh,all !对体进行网格划分

　　!

　　esize,1 !设定网格单元尺寸

　　!vsel,inve,volu !对当前体选择集进行反选

　　vsel,s,volu,,6

　　vsel,a,volu,,22,23

　　vsel,a,volu,,26,30

　　vsel,a,volu,,38,40

　　vsweep,all !对体sweep网格划分

　　esize,1.5 !设定网格单元尺寸

　　allsel,all

　　vsweep,8,50,49 !设定源面和目标面并进行sweep网格划分

　　vsweep,7,32,37 !设定源面和目标面并进行sweep网格划分

　　!

　　!生成耦合设置

　　cmsel,s,sphere,volu !选择名称为sphere的组件

　　vgen,2,all,,,,,,,0 !复制该组件

　　cmsel,s,sphere,volu !选择名称为sphere的组件

　　vclear,all !清除该组件包含图元的网格

　　vdele,all,,,1 !删除该组件包含的图元

　　!

　　csys,1 !激活柱坐标系

　　asel,s,loc,x,inside_r2 !选择x=inside_r2的面

　　asel,a,loc,x,outside_r1 !同时选中x=outside_r1的面

　　asel,u,loc,y,-90 !从当前选择集中不选y=-90的面

　　nsla,s,1 !选择面所属的节点

　　nrotat,all !旋转节点坐标系与当前激活坐标系平齐

　　cpintf,ux !在重合节点生成自由度ux的耦合设置

　　cpintf,uy !在重合节点生成自由度uy的耦合设置

　　cpintf,uz !在重合节点生成自由度uz的耦合设置

　　!

　　!设定接触参数

　　/PREP7

　　ALLSEL,ALL !选择全部图元

　　/COM, CONTACT PAIR CREATION - START !接触对设置开始

　　/GSAV,cwz,gsav,,temp !将当前的图形设置保存在cwz.gsav文件中

　　!

　　MP,MU,1,0.3 !定义摩擦系数

　　MAT,1 !激活材料属性1

　　R,3 !定义实常数3

　　REAL,3 !激活实常数3

　　ET,2,170 !定义单元类型2

　　ET,3,174 !定义单元类型3

　　KEYOPT,3,9,0 !设定单元类型3的关键项9

　　KEYOPT,3,10,1 !设定单元类型3的关键向10

　　R,3,,,0.1, !设定法向接触刚度为0.1

　　!生成目标面

　　ASEL,S,,,30 !选择编号为30的面

　　ASEL,A,,,90 !同时选中编号为90的面

　　ASEL,A,,,98 !同时选中编号为98的面

　　ASEL,A,,,104 !同时选中编号为104的面

　　ASEL,A,,,113 !同时选中编号为113的面

　　ASEL,A,,,138 !同时选中编号为138的面

　　ASEL,A,,,143 !同时选中编号为143的面

　　CM,AREA_TARGET,AREA !生成目标面组件target

　　TYPE,2 !激活单元类型2

　　NSLA,S,1 !选择面所属的节点

　　ESLN,S,0 !选择节点依附的单元

　　ESURF !在当前选择的单元上覆盖生成单元

　　ESEL,ALL !选择所有的单元

　　!生成接触面

　　ASEL,S,,,35 !选择编号为35的面

　　ASEL,A,,,36 !同时选中编号为36的面

　　CM,AREA_CONTACT,AREA !生成接触面组件contact

　　TYPE,3 !激活单元类型3

　　NSLA,S,1 !选择面所属的节点

　　ESLN,S,0 !选择节点依附的单元

　　ESURF !在当前选择的单元上覆盖生成单元

　　ALLSEL !选择全部图元

　　ESEL,ALL !选择全部单元

　　ESEL,S,TYPE,,2 !选择单元类型为2的单元

　　ESEL,A,TYPE,,3 !同时选中单元类型为3的单元

　　ESEL,R,REAL,,3 !在当前选择集中选出实常数为3的单元

　　/PSYMB,ESYS,1 !打开单元坐标系显示

　　/PNUM,TYPE,1 !打开单元类型编号

　　/NUM,1 !打开颜色显示

　　EPLOT !图形显示单元

　　ALLSEL,ALL !选择全部图元

　　/GRES,cwz,gsav !从cwz.gsav文件中恢复图形设置

　　/COM, CONTACT PAIR CREATION - END !接触对结束

　　!**********************************

　　!进入求解模块

　　!**********************************

　　/solu !进入求解模块

　　csys,1 !激活柱坐标系

　　nsel,s,loc,x,outside_r2 !选择x=outside_r2的节点

　　d,all,all !在节点上施加全部自由度约束

　　asel,s,loc,y,-60 !选择y=-60的面

　　asel,a,loc,y,-120 !同时选中y=-120的面

　　da,all,symm !施加对称边界条件

　　!施加装配轴的移动位移

　　da,33,uz,2*deep !在编号为33的面上施加位移约束

　　!非线性求解设置

　　lnsrch,on !打开线性搜索

　　pred,on !打开预测矫正

　　autot,on !打开自动时间步

　　nsubst,40,100,10 !设定子步数

　　outres,all,all !输出所有子步上的全部数据

　　allsel,all !选择所有图元

　　solve !开始求解

　　!**********************************

　　!进入后处理模块

　　!**********************************

　　/POST1 !进入通用后处理器

　　PLDISP,2 !图形显示结构变形图

　　/DSCALE,1,1.0 !设定显示比例为1.0

　　/EXPAND,6,POLAR,FULL,0,60,0,, !将结果扩展到360度

　　/REPLOT !重绘当前图形

　　PLNSOL,S,Z !图形显示z方向的应力

　　PLNSOL,S,EQV !图形显示平均等效应力

　　PLNSOL, CONT,PRES, 0,1.0 !接触应力等值线图

　　PLNSOL, CONT,STAT, 0,1.0 !接触状态等值线图

　　PLDI,2,

　　ANMODE,10,0.5, ,0 !变形前后动画效果

　　FINISH !后处理模块结束

　　/EXIT,ALL !退出并保存全部数据