ANSYS分析(特征值屈曲与接触)
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接触分析的一般步骤如下： Step1：建立几何模型（与前面的方法相同，略）
Step2：设置接触面
Step3：计算及查看结果
用螺栓连接的法兰面分析结果 （变形方法500倍） 用螺栓预紧力作用下的分析结果
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分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 新建接触对 删除接触对 编辑属性
工况2：Fcr2=596KN
Tips： A
· 对于中心压杆计算来说，采用特征值屈曲计算的结果与 理论计算结果相符，但对于偏心压杆其结果则较理论结算 偏大（高50%）。
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分析进阶_特征值屈曲分析
From likendo
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例2）
【已知】H型钢，b=124mm,h=248mm，t=5mm，tf=8mm，长度8000mm。
Tips：
· 对于受力复杂的模型，由于不是受到一个载荷的作用，需要进行多次调整静力载荷， 使最后计算得 到的ε值 为1±0.01时，施加的静力载荷即屈曲许用载荷。 · 失稳的云图只显示失稳的状态，其应力值没有意义。
P4/71
分析进阶_特征值屈曲分析
From likendo
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例1）
间隙0.5mm
当间隙过大时的警告内容
P11/71
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 难点2.设置螺栓螺栓的处理
From likendo
①使用link10单元（只受拉力）连接螺栓连接的两个表面。Link10的实常数中
③点击菜单列表最后的Finish结束静力计算
Step2：进行特征值分析 ①解析类型选择Engin Buckling ②Analysis Option下设置 NMODE设置特征值数1 （一般我们只需要第一阶就行，也可填写2，3…） ③Load Step Opts下： Solu Printout中FREQ勾选Every substep DB/Results File中FREQ勾选Every substep
A端固定，B端施加作用力。计算屈曲载荷Fcr。
A B 【理论计算】参考机械设计手册的算法 Fcr=2769N 【ANSYS计算】 Fcr=3070KN（网格线段长度100）误差11% Fcr=3078KN（网格线段长度20）误差6.3% Fcr=3079KN（网格线段长度10）误差5.9%
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Step3：查看结果
From likendo
结算结果除了Von应力和位移的结果以外，我们还可以查看接触应力等等结果 接触状态
接触应力
接触间隙
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பைடு நூலகம்
分析进阶_接触分析
接触实例 -拉板销轴的接触分析
• 拉力10t • 板厚20 • 销孔直径65mm
From likendo
Von Stress
• 拉板外圆直径110mm
From likendo
1.点击新建接触对后出现右侧窗口 通过这个窗口设置分析中可能接触的几何体（面， 1.选择几何体类型
设置目标面
体，节点…）
2.选择几何体性质 （柔性，刚性…）
3.点击选择目标面 （中键确认）
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4.进入下一步
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
接触状态
接触间隙
接触应力
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From likendo
在ANSYS帮助文件的Mechanical APDL
下的3.8.7中介绍了调整初始接触状态的几种方法。 当初始状态是模型之间有间隙时（如下图， 间隙为0.5mm），计算时会出现下面的警告， 导致计算无法进行。 在编辑属性的对话框中的Initial Adjustment中的将该选项设置为Close Gap可以解决这个问题。
【已知】材料Q235圆钢，直径100mm，长度2000m，A端固定。计算屈曲载荷Fcr。
工况1：B端施加轴向作用力
工况2：B端距轴心偏移200mm施加平行于轴向作用力。 【理论计算】参考机械设计手册的算法 工况1：Fcr1=624KN B 工况2：Fcr2=415KN（经验公式） 【ANSYS计算】 工况1：Fcr1=622KN
1.特征值屈曲分析（比如：压杆稳定性，板的稳定性）
2.接触分析
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分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析
计算过程 Step1：进行静力解析
From likendo
①解析类型默认→Sol’n Controls选项下Analysis Option勾选
Calculate prestress effects选项，OK ②定义载荷并求解。 载荷大小1（这样施加，在后面得到的特征值就是压杆失稳时的最大载荷），
From likendo
1.选择接触类型 （面-面，节点-面） 2.选择几何体类型
3.点击选择接触面
4.点击进入下一步
设置接触面
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分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
From likendo
1.设置接触面摩擦系数
2.设置选项 ANSYS的帮助文件建议： 先运行一下计算后，如果出现 问题再回来查找是不是需要调 整接触的这些参数。
设置接触面 3.点击完成创建接触对
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分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 难点：1.进行接触分析首先需要单元在分析开始时恰恰 处于“刚好接触” 的状态。
分析进阶_接触分析
From likendo
结构件连接处作为一体化处理可以解决整体钢结构的应力分析问题，但是如 果想要研究连接处的应力情况，则前面提到的方法无法得到准确的结果。 例如：通过螺栓连接的表面之间会在外载荷的作用下可能发生相互挤压，或 者发生分离。当结构件受到复杂外载荷作用时，在计算之前我们无法预知接触面 之间的接触范围。此时我们需要更加智能和精确计算方法-接触分析
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分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（续）
④ExpansionPass/single Expand/Expand Modes NMODE填1（与②的设置数值一样）
From likendo
Elcalc Calculate elem results？ Yes(可以查看屈曲变形的云图) ⑤求解 Step3：查看结果 ① General Postproc/Results Summary查看TIME/FREQ值ε。 如果前面的载荷F不是1，在许用最大载荷值= ε×F ② 查看失稳云图：General Postproc/Read Results/First Set(多阶的可以逐个查看) →General Postproc/Plot Results/…
From likendo
ANSYS分析进阶
分析进阶
分析进阶
劳分析，接触等等问题，我们仍需要进一步的学习。
From likendo
【心情】在实际的工程应用中，上述的方法可以解决大部分的问题，但是像疲
以下的内容是个人通过学习网上的资料并经过实际操作总结而来，限于个 人的水平，有些地方还需要跟大家一起学习。
设置初始应变ε（应变值根据预紧力的大小和螺栓的直径计算的结果作为初始输入值）。
由于连接板在初始预紧力的作用下会发生变形，导致link单元在分析中的实际预 紧力小于应加的预紧力，所以在施加外载荷之前，先进行一次计算，确定螺栓的折合应变值， 使计算结果更加准确。
板的变形
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分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：设置接触面
Step3：计算及查看结果
用螺栓连接的法兰面分析结果 （变形方法500倍） 用螺栓预紧力作用下的分析结果
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分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 新建接触对 删除接触对 编辑属性
工况2：Fcr2=596KN
Tips： A
· 对于中心压杆计算来说，采用特征值屈曲计算的结果与 理论计算结果相符，但对于偏心压杆其结果则较理论结算 偏大（高50%）。
P5/71
分析进阶_特征值屈曲分析
From likendo
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例2）
【已知】H型钢，b=124mm,h=248mm，t=5mm，tf=8mm，长度8000mm。
Tips：
· 对于受力复杂的模型，由于不是受到一个载荷的作用，需要进行多次调整静力载荷， 使最后计算得 到的ε值 为1±0.01时，施加的静力载荷即屈曲许用载荷。 · 失稳的云图只显示失稳的状态，其应力值没有意义。
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分析进阶_特征值屈曲分析
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对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（实例1）
间隙0.5mm
当间隙过大时的警告内容
P11/71
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 难点2.设置螺栓螺栓的处理
From likendo
①使用link10单元（只受拉力）连接螺栓连接的两个表面。Link10的实常数中
③点击菜单列表最后的Finish结束静力计算
Step2：进行特征值分析 ①解析类型选择Engin Buckling ②Analysis Option下设置 NMODE设置特征值数1 （一般我们只需要第一阶就行，也可填写2，3…） ③Load Step Opts下： Solu Printout中FREQ勾选Every substep DB/Results File中FREQ勾选Every substep
A端固定，B端施加作用力。计算屈曲载荷Fcr。
A B 【理论计算】参考机械设计手册的算法 Fcr=2769N 【ANSYS计算】 Fcr=3070KN（网格线段长度100）误差11% Fcr=3078KN（网格线段长度20）误差6.3% Fcr=3079KN（网格线段长度10）误差5.9%
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Step3：查看结果
From likendo
结算结果除了Von应力和位移的结果以外，我们还可以查看接触应力等等结果 接触状态
接触应力
接触间隙
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பைடு நூலகம்
分析进阶_接触分析
接触实例 -拉板销轴的接触分析
• 拉力10t • 板厚20 • 销孔直径65mm
From likendo
Von Stress
• 拉板外圆直径110mm
From likendo
1.点击新建接触对后出现右侧窗口 通过这个窗口设置分析中可能接触的几何体（面， 1.选择几何体类型
设置目标面
体，节点…）
2.选择几何体性质 （柔性，刚性…）
3.点击选择目标面 （中键确认）
P8/71
4.进入下一步
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
接触状态
接触间隙
接触应力
P14/71
From likendo
在ANSYS帮助文件的Mechanical APDL
下的3.8.7中介绍了调整初始接触状态的几种方法。 当初始状态是模型之间有间隙时（如下图， 间隙为0.5mm），计算时会出现下面的警告， 导致计算无法进行。 在编辑属性的对话框中的Initial Adjustment中的将该选项设置为Close Gap可以解决这个问题。
【已知】材料Q235圆钢，直径100mm，长度2000m，A端固定。计算屈曲载荷Fcr。
工况1：B端施加轴向作用力
工况2：B端距轴心偏移200mm施加平行于轴向作用力。 【理论计算】参考机械设计手册的算法 工况1：Fcr1=624KN B 工况2：Fcr2=415KN（经验公式） 【ANSYS计算】 工况1：Fcr1=622KN
1.特征值屈曲分析（比如：压杆稳定性，板的稳定性）
2.接触分析
P2/71
分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析
计算过程 Step1：进行静力解析
From likendo
①解析类型默认→Sol’n Controls选项下Analysis Option勾选
Calculate prestress effects选项，OK ②定义载荷并求解。 载荷大小1（这样施加，在后面得到的特征值就是压杆失稳时的最大载荷），
From likendo
1.选择接触类型 （面-面，节点-面） 2.选择几何体类型
3.点击选择接触面
4.点击进入下一步
设置接触面
P9/71
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框
From likendo
1.设置接触面摩擦系数
2.设置选项 ANSYS的帮助文件建议： 先运行一下计算后，如果出现 问题再回来查找是不是需要调 整接触的这些参数。
设置接触面 3.点击完成创建接触对
P10/71
分析进阶_接触分析
接触面设置
Step2：Modeling / Contact Pair 弹出Contact Manager对话框 难点：1.进行接触分析首先需要单元在分析开始时恰恰 处于“刚好接触” 的状态。
分析进阶_接触分析
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结构件连接处作为一体化处理可以解决整体钢结构的应力分析问题，但是如 果想要研究连接处的应力情况，则前面提到的方法无法得到准确的结果。 例如：通过螺栓连接的表面之间会在外载荷的作用下可能发生相互挤压，或 者发生分离。当结构件受到复杂外载荷作用时，在计算之前我们无法预知接触面 之间的接触范围。此时我们需要更加智能和精确计算方法-接触分析
P3/71
分析进阶_特征值屈曲分析
对于结构的稳定性计算可以使用特征值屈曲分析（续）
④ExpansionPass/single Expand/Expand Modes NMODE填1（与②的设置数值一样）
From likendo
Elcalc Calculate elem results？ Yes(可以查看屈曲变形的云图) ⑤求解 Step3：查看结果 ① General Postproc/Results Summary查看TIME/FREQ值ε。 如果前面的载荷F不是1，在许用最大载荷值= ε×F ② 查看失稳云图：General Postproc/Read Results/First Set(多阶的可以逐个查看) →General Postproc/Plot Results/…
From likendo
ANSYS分析进阶
分析进阶
分析进阶
劳分析，接触等等问题，我们仍需要进一步的学习。
From likendo
【心情】在实际的工程应用中，上述的方法可以解决大部分的问题，但是像疲
以下的内容是个人通过学习网上的资料并经过实际操作总结而来，限于个 人的水平，有些地方还需要跟大家一起学习。
设置初始应变ε（应变值根据预紧力的大小和螺栓的直径计算的结果作为初始输入值）。
由于连接板在初始预紧力的作用下会发生变形，导致link单元在分析中的实际预 紧力小于应加的预紧力，所以在施加外载荷之前，先进行一次计算，确定螺栓的折合应变值， 使计算结果更加准确。
板的变形
P12/71
分析进阶_接触分析
接触面设置