Ansys Workbench12.1中垫片单元的非线性接触分析

"本文详细探讨了如何在Ansys Workbench 12.1中有效地应用垫片单元进行模拟分析。通过对比不同的网格大小、单元类型和接触算法，作者袁晚春和金杭海揭示了采用非对称接触行为、Normal Lagrange算法以及低阶垫片单元（INTER195）与一致的网格能够获得更精确和合理的模拟结果。" 在Ansys Workbench 12.1中进行垫片分析时，关键在于理解各种参数对模拟精度的影响。首先，网格划分的精细程度至关重要，不同的网格尺寸会直接影响到计算结果的准确性。通过对模型进行不同网格大小的对比，研究发现，适当的网格细化能更好地捕捉垫片的变形特性。 其次，选择合适的接触算法也极其关键。Normal Lagrange算法在处理非对称接触问题时表现良好，能够有效地避免穿透现象，这对于确保垫片的密封性能至关重要。而较低阶的垫片单元（如INTER195）在保持计算效率的同时，也能提供足够的精度。 此外，文章还对比了Augmented Lagrange算法和Normal Lagrange算法。虽然Augmented Lagrange在高接触刚度下能获得与Normal Lagrange相近的结果，但其收敛性较差，对网格质量要求较高，可能导致计算中的奇异点问题。这提示我们在选择算法时需要综合考虑计算效率和结果准确性。 为了验证有限元分析的准确性，研究者采用了应力纸（FujiPaper）进行实际接触压力的测量，并将实测数据与模拟结果进行了对比，证实了有限元计算的可靠性。根据计算结果，他们提出了一种模型改进策略，旨在提高垫片的压力分布，从而优化垫片的密封性能。 关键词：垫片，接触，非线性 该研究提供了一套关于在Ansys Workbench 12.1中进行垫片非线性分析的方法和策略，对于理解和优化垫片在实际工程应用中的性能具有重要的指导意义。通过精确的数值模拟，工程师可以更有效地预测和改善垫片的密封效果，从而提升整个系统的性能。