[yulka]

Здравствуйте!
Помогите,пожалуйста, разобраться со следующей задачкой в Ansys (цилиндрическое соединение с натягом):
есть вал и деталь, к ним применяют термический способ сборки (200ºС). Нужно исследовать напряженно-деформированное состояние каждой модели(определить энергию деформации, перемещения узлов).
Если можно, то подскажите подробно как это сделать. Заранее, спасибо!!!

[СергейД]

даже не представляю, сколько страниц (и времени) займет подробное объяснение.
и, главное, с какого места начинать объяснять?
а Вы хелп вообще читали? какие задачи уже умеете решать?
в макросе сумеете разобраться?
в верификационные задачи заглядывали?
+
для чего Вам энергия деформации? а напряжения не интересуют?

в конце месяца в МГСУ начинаем обучение аспирантов. если из Москвы, можете подключиться. пишите в личку.

[Кулик Алексей aka kpblc]

yulka, в заголовке темы дай название и версию ПО.

[yulka]

В ансисе могу сделать элементарные вещи (закрепить, нагрузить, сделать сетку и т.п.), контактные пары получается создавать. Хелп, конечно же, читаю, но там все так кратко. Нашла подобный пример в интернете, но после окончания расчета не отображаются ни напряжения, ни деформации.

[Евгений, Екатеринбург]

Как понял задачу я:
1. Есть соединение вал-деталь (допустим шкив).
2. Деталь нагревается на 200 градусов и насаживается на вал.
3. Деталь охлаждается.
В этом случае, считаю что не надо задавать никаких контактных пар, да и вообще задачу можно решить в осесимметричной постановке.
Строим сборку вал-шкив, задаем для шкива температуру -200 градусов. Получаем напряжения от температурных деформаций в шкиве и валу. Анализируем. Если надо добавляем внешние нагрузки, т.е. усилия от двигателя и т.д.
В общем так, теперь к Вашей задаче:
1. Модель построили (два цилиндра) или что там у Вас?
2. Коэффициент линейного расширения знаете? Он постоянный в рассматриваемом диапазоне температур?.
3. На каком этапе возникла проблема? Выложите тот пример который нашли.
И вообще какая цель задачи - исследование, курсовой, реальная задача? Нужно посчитать одну конкретную задачу или составить макрос? Напишите город, возможно есть люди ближе к Вам, которые смогут Вам помочь.

[yulka]

Цель задачи- исследование соединений с натягом повышенной несущей способности, в последующем хотелось бы взять эту задачу на диплом. Пример находится тут пример (сорри, если что, не знаю как тут ссылки вставлять, надеюсь правильно). При расчете получаются линейные зависимости и следовательно не отображаются результаты.
Задачу пытаюсь решить вот по этому алгоритму:
1. Рисуешь начальную геометрию. При этом элементы в месте контакта должны перекрываться.
2. Создаешь контактную пару.
3. Выделяешь элементы вала и контактные элементы и вводишь команду ekill,all
4. Нагружаешь деталь температурной нагрузкой.
5. В Solution Control сатвишь время 1 и пускаешь на счет.
6. После окончания расчета, не выходя из меню Solution (это важно!), снова выделяешь элементы вала и контактные элементы и вводишь команду ealive,all.
7. Удаляешь температурну нагрузку на деталь.
8. В Solution Control сатвишь время 2 и пускаешь на счет.
В п.2 нужно создать контакт как "узел-узел", но пока делаю как "поверхность-поверхность". К своему стыду, не знаю как выполнить п.3:

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от yulka 2. Создаешь контактную пару.

Не являюсь специалистом в машиностроении, поэтому пока не понял для чего контактные пары.
Вал вещь цилиндрическая, скорее всего соединяется с ним что-то тоже цилиндрическое, тогда и обжатие будет равномерное, т.е. узлы будут смещаться совместно вдоль диаметральных линий.
В любом случае сначала решите задачу без нелинейностей (в том числе без контактных пар, а также без переменных коэффициентов температурного расширения), получите результаты, а потом вносите сложности и на каждом этапе смотрите что перестало получаться.
Геометрию выложите, попробуем что-нибудь придумать.
Почему у Вас два шага, почему нельзя температурную нагрузку приложить только к детали и сразу посчитать?

[yulka]

Геометрия простая: в качестве вала беру сплошной цилиндр, в качестве детали-полый. Диаметр вала больше диаметра детали на 0,06 мм. На счет коэффициента температурного расширения- в данных его у меня нету или его нужно из какого-нибудь справочника брать? Делаю 2 шага, чтобы смоделировать ситуацию как в жизни: нагреть деталь, вставить вал и остудить.

[Евгений, Екатеринбург]

Теперь все стало понятно. Температура тут вообще ни причем.
Разбиваем задачу на две:
1.
Строим внешний циллиндр, задаемся для него стандартным значением температурного расширения как для стали (если стальной) 1,2e-5/K.
Задаем температурную нагрузку (охлаждение) таким образом, чтобы внутренний диаметр уменьшился на 0,06мм.
2.
Добавляем внутренний цилиндр. Температурную нагрузку на внешний цилиндр оставляем той же.
В общем-то задача решена. И никаких контактных пар не нужно.
Т.е. сама по себе температура не важна, важно соотношение температура-коэффициент линейного расширения для получения относительных деформаций.
СергейД несомненно знает как решить вообще без температуры - в начальных деформациях и сейчас, наверное, раскажет - а я свой макрос завтра постораюсь выложить.

Сообщение от yulka Делаю 2 шага, чтобы смоделировать ситуацию как в жизни: нагреть деталь, вставить вал и остудить

Offtop: Если бы в АНСИС все было так просто как в жизни....

[yulka]

Сообщение от Евгений, Екатеринбург а я свой макрос завтра постораюсь выложить

Буду очень благодарна!
У меня, наконец-то, получилось решить задачу по своему алгоритму, но насколько это правильно выяснится позже. Меня интересует еще вопросы по выводу результатов... Как можно определить энергию деформации и перемещения узлов, расположенных на одной прямолинейной образующей поверхности сопряжения? С напряжениями, думаю, сама справлюсь

[yulka]

Возник один вопрос: когда нагретая деталь насаживается на вал, то при остывании вал нагревается от детали. Как этот процесс можно учесть в ансисе? Если убивать элементы вала вместе с контактными, то в результате не наблюдается таких процессов.

[СергейД]

Юля!
вы задаете вопросы, на которые должен отвечать научный руководитель прежде чем дать эту задачу.
и не пишите на fsapr2000. там тоже именно я вам отвечаю.

если делать все "правильно", то
Вам нужно решать связанную термоупругую задачу.
есть элементы plane13 и plane223 для двумерных задач
и solid5 и solid226 для трехмерных (и аналогичные)
у них в степенях свободы есть и перемещения и температуры.
к ним нужно прикрепить контактные элементы, назначив опции передачи не только контактных давлений и трения, но и температуры.
таким образом можно учесть и нагрев каждого из тел
и разницу коэфициентов температурного расширения их материалов (если она есть).

если бы вы были москвичкой, пригласил бы на начинающиеся курсы по ансис в МГСУ. а так, увы, заочно это объяснять (как вижу) непросто.

ПОЧИТАЙТЕ ХЕЛП, рекомендую. Там есть ответы на все эти вопросы.
а в верификационном руководстве есть ОЧЕНЬ похожие задачи.
Читать и искать ответ самой куда быстрее и намного полезнее, чем ждать ответов от форума.

намекну, что
Как правило, у тех кто знает верный ответ, времени на форумы не остается. а некоторые знающие вообще принципиально на форумы не ходят.

и поставьте тогда уж версию 12...

[Евгений, Екатеринбург]

А если попробовать вот так решить, в деформациях? Без всяких нагревов и в осесимметричной постановке?
Краткое пояснение:
Вал задается как он есть (точнее половина длины с учетом симметрии и в осесимметричной постановке, т.е. площадью).
Деталь задается площадью с учетом величины натяга, т.е. отрицательного зазора.
Через constraint equation узлы вала "подтягиваются" к соответствующим узлам детали (можно сказать и наоборот), в общем выбирается отрицательный зазор.

Код:

[Выделить все]

/PREP7
/TITLE, Assembling of detail
D1=0.1 !Наружный диаметр вала
D2=0.2 !Наружный диаметр детали
H1=0.2 !Длина вала (вдоль оси)
H2=0.05 !Длина детали (вдоль оси)
L1=0.0006 !Величина зазора

R1=D1/2
R2=D2/2

H1=H1/2
H2=H2/2

BLC4,0,0,R1,H2
BLC4,0,H2,R1,(H1-H2)
BLC4,R1-L1,0,(R2-R1+L1),H2

ET,1,PLANE42
!*  
!*  
KEYOPT,1,1,0
KEYOPT,1,2,0
KEYOPT,1,3,1
KEYOPT,1,5,0
KEYOPT,1,6,0

MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,1e11   
MPDATA,PRXY,1,,0.3  
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,DENS,1,,7850 

ESIZE,0.005,0,

Asel,s,loc,x,0,R1
Aglue,all
ASEL,all
AMESH,all


LSEL,s,loc,x,0,0
DL,all,,ux,0
LSEL,s,loc,y,0,0
DL,all,,uy,0
LSEL,all

*GET,nun,node,,count
*DIM,nodes,ARRAY,nun,3,1, , ,
*DIM,koord,ARRAY,nun,1,1, , ,

*DO,I,1,nun,1
nodes(I,1,1)=I
*ENDDO 

*VGET,koord,NODE,,loc,x

*DO,I,1,nun,1
nodes(I,2,1)=koord(I,1,1)
*ENDDO 

*VGET,koord,NODE,,loc,Y

*DO,I,1,nun,1
nodes(I,3,1)=koord(I,1,1)
*ENDDO 

*DO,I,1,nun,1
*IF,nodes(I,2,1),EQ,R1,and,nodes(I,3,1),LE,H2,THEN
NSEL,s,loc,x,R1-L1,R1-L1
NSEL,r,loc,y,nodes(I,3,1),nodes(I,3,1)
*GET,J,node,0,num,min
NSEL,all
CE,NEXT,l1,I,UX,-1,J,UX,1
CP,NEXT,UY,I,J
NSEL,all
*ENDIF

*ENDDO 

FINISH  
/SOL
/STATUS,SOLU
SOLVE   
FINISH  
/POST1  
!*  
/DSCALE,ALL,1.0 
/EFACET,1   
PLNSOL, U,X, 0,1.0  
/AUTO,1 
/REP,FAST   
!*  
/EXPAND,27,AXIS,HALF,,10,,2,RECT,HALF,0,-1e-006,0,
/VIEW,1,1,2,3   
/ANG,1
/REPLOT

Offtop:

если бы вы были москвичкой, пригласил бы на начинающиеся курсы по ансис в МГСУ

А если бы Вы, Юлия, были Екатеринбурженкой, я бы Вас тоже куда-нибудь пригласил. :-) С праздником!

[yulka]

Как жаль что я омичка! Спасибо за поздравления!!! Отдельное спасибо за код!

[Евгений, Екатеринбург]

Сообщение от yulka Как жаль что я омичка!

Как-то сталкивался на конференции в мск с одной омичкой - замечательная девушка, с фирмы "Мостовик".
Будете у нас, милости просим :-).

Сообщение от yulka Спасибо за поздравления!!!

Зажигайте почаще искорки в наших сердцах одним Вашим взглядом - мы Вас любим! :-)

Сообщение от yulka Отдельное спасибо за код!

Жду Вашего кода и сравнительных коментариев по решению, или хотя бы размеров валов/деталей котороые Вы проверяли

[adnreytch]

Евгений, Екатеринбург,
Заинтересовал Ваш код

не могли бы вы немного пояснить что тут делаетя?
*DO,I,1,nun,1
*IF,nodes(I,2,1),EQ,R1,and,nodes(I,3,1),LE,H2,THEN
NSEL,s,loc,x,R1-L1,R1-L1
NSEL,r,loc,y,nodes(I,3,1),nodes(I,3,1)
*GET,J,node,0,num,min
NSEL,all
CE,NEXT,l1,I,UX,-1,J,UX,1
CP,NEXT,UY,I,J
NSEL,all
*ENDIF

*ENDDO

еще не понятно заем склеивание вначале?
Asel,s,loc,x,0,R1
Aglue,all


Спасибо.