【Ansys Mechanical】非線性彈簧壓縮模擬分析

透過Ansys Mechanical分析彈簧在受到一外力後,外型會如何變化,對該零件會產生怎麼樣的影響,並透過分析結果查看變形量與應力分布。

 

根據設計圖提供的尺寸,運用Spaceclaim繪製出彈簧CAD模型。透過SpaceClaim的拉動功能,選定圖形之後針對選定軸進行螺旋拉伸。


給定非線性結構鋼材料,其中內容包含楊氏係數與普松比等分析上需要的參數。此分析會考慮到彈簧塑性變形的部分,所以材料參數還會需要應力應變圖以計算塑性變形的部分。


設定彈簧的接觸對,設定於彈簧的上下兩面。此情形屬自接觸,若沒有進行此設定,彈簧會有穿模現象。


設定網格大小與網格劃分方式,這邊是利用Multizone的網格劃分方式對彈簧進行網格劃分,掃略出如圖片中的網格。網格物理偏好屬性會設定為Nonlinear Mechanical,因為要分析的議題屬於非線性結構模擬。


將分析設定的Large Deflection打開,並跟據給定的邊界條件進行設定,如圖。彈簧底端設定為固定(藍色部分),彈簧頂端(黃色部分)給定一個位移附載。


經過求解之後,便能夠看變形量、應力、剪應力、反力等我們欲觀察之結果。

 

變形量
應力
剪應力
反力

經由Spaceclaim建模之後,針對此非線性問題進行材料、網格偏好物理屬性與分析設定,我們便能得出較精確分析結果,讓我們能夠從分析的結果去進行設計變更,優化我們的工件,以達到更好的強度。