WorkBench 接触变形分析教程

前言

WokBench是众所周知的好东西，以下是自己琢磨的一个小应用，肯定有不对的地方，欢迎指出，便于大家共同提高。

问题描述

这是一个塑料小卡扣的例子，主要想使用WorkBench了解在使用中，塑料件的变形是否足够。模型是用ProE制作的，为了简化，只切取了关于变形的部分，如下图：

其中蓝色的部分是活动的，只有一个方向的运动，红色的部分是固定的。

大体的尺寸如下，单位是毫米：

进入WorkBench

本人使用的是ProE/WF3.0，直接通过菜单上的WorkBenck即可进入WorkBench了。

接下来，按照图中的1、2、3操作：

材料设置

之后进入Simulation界面。

第一个事情是设置材质，考虑到蓝色部件没有必要考察变形，因此将它设置为默认的结构钢。红色部件可以直接选个聚乙烯的材料，如果今后有了明确的材质信息，可以再更改。

接触设置

在接触（Connections）中，添加一个手动接触区域

注意：在模型中，蓝色和红色部件的距离要控制好（这是由ProE中，模型装配关系决定的），如果太近，软件将自动计算出一个接触区域，但对于这个例子，还需要手动扩大接触区域。如果距离太远，在手动设置Pinball类型的接触区域时，Pinball的半径要设得很大，可能导致无法计算。请参考上面的尺寸图纸调节两个部件之间的距离。

之后，设置接触面（2、3）：需要将两个部件在运动过程中，会接触的地方一一标出，千万不要加无用的面。

将Pinball Region设置为Radius方式（4），并将Radius设置一个合适的值（5），本例设置了3毫米（如图，会形成一个蓝色的大圆球），求解的时候软件会使用这个PinBall 自动探测接触。

还需要将接触方式设置为无摩擦的（6）。

最后将接触面计算方式设置为Adjust To Touch（7）。也可以尝试其他的方式，不过对于这个仅研究红色部件变形的例子就无所谓了。

关于单元格

WorkBench中可以不自行划分单元格（在解算的时候，如果没有手动的设置，软件就会先自动划分），软件帮你自动产生。如果你的其他设置正确，即便是这个自动的值也能很精确了。

添加分析

这个分析用静力学就可以了（1）。

之后要设置Analysis Setting（2）。将Nuber Of Step设置为2（3）。

注意：

1）蓝色部件在运动的过程中，先压迫红色部件，再逐渐松开，因此必须将这个过程至少分解为至少两个阶段（阶段指“Step”）。

2）对于一个阶段而言，Ansys求解时，会先考察它的开始和结束两个点的状态。

因此如果将本例设置为一个阶段，蓝色部件在开始点和结束点，都不会对红色部件有任何作用，因此求解的结果是中间过程也没有任何相互作用了。

3）而划分为两个阶段，前期作用力由小变大，求解器才能求出这期间的相互作用，对后一阶段也是如此。

4）进而，如果在某一阶段中，作用力变化曲线有拐点，则可以从这个点划分出新的阶段。让Ansys在一个单调变化的力里面求解是一件愉快的事情。

之后设置固定面，如图：

之后设置运动

在第三步中，X、Y两个方向需要固定下来。第四步中，分别设置移动2毫米和3.5毫米。

输出结果

注意：在解算过程中默念“上帝保佑”

如有疑问请致信houzer@