本篇博文是一个过盈配合问题的接触分析，用于模拟机械装配过程中压入式装配过程。本篇是用ANSYS Workbench做的，后面会有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION对该例子做分析。

【问题描述】

如图所示的三个零件，红色的称为压头，白色的称为内圈，青色的称为底座，内圈和底座之间有0.07mm的过盈，现在压头上往下加力压，下压57mm，要求下压过程中米塞斯应力的变化过程。

已知条件如下：

（1）两个零件及压头的几何尺寸均已知。(具体尺寸见下面的草图部分)

（2）压头刚性，内圈和底座均为钢材，弹性模量210MPA,泊松比0.3

（3）接触处：压头与内圈之间是无摩擦的；内圈和底座之间是有摩擦的，摩擦系数为0.2.

【张建华《ABAQUS基础入门与案例精通》，电子工业出版社，2012】

【问题分析】

（1）分析类型。虽然有一个明显的位移下压，但是由于速度缓慢，不考虑加速度效应，从而使用静力学分析。

（2）非线性考虑。接触非线性：两处接触，要做接触分析；几何非线性：大位移，要打开大变形开关；材料为线性。

（3）几何建模。由于是轴对称模型，使用轴对称。

（4）边界条件。底座的底边没有Y位移；压头下移57mm.

【分析过程】

（1）打开ANSYS WORKBENCH，创建静力学分析模块，并设置为2D分析类型。

（2）创建材料属性，设置弹性模量为2e11Pa，泊松比为0.3.

（3）创建几何模型。根据以下数据点，创建2D平面。

1—（35,145）；2 –（35,132）；3—（41,132）；4—（50.07,132）

5—（56,132）；6—（56,145）；7—（41,72）；8—（50.07,72）

9—（50,75）；10—（80,75）；11—（80,60）；12—（65,60）

13—（65,0）；14—（35,0）；15—（35,15）；16—（50,15）

（3）赋予几何体属性。点击模型树的Geometry，设置2D Behavior为轴对称；这里，压头使用柔性体，方便创建接触，也使用结构钢材料。

（4）设置对称属性。通过右击Model，插入一个对称模块，并设置如下图所示。

（5）创建接触对。内圈和底座为摩擦接触，摩擦系数为0.2；压头和内圈为无摩擦接触。分别如下图所示。

（6）划分网格，设置面网格尺寸为0.003m。

（7）设置边界条件。底座下面线设置为固定的边界条件；压头上面线设置位移边界，向下位移为0.057m.

（8）求解设置。打开大变形，其余保持默认，开始求解。

（9）查看变形。

（10）查看米塞斯应力。

【结果分析】

最后的结果对比分析，将在下一篇基于Solidworks/Simulation给出。

谢谢！

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【李祖吉】