??? ? ?“之前的案例，APDL Showcase3里使用到了流體壓力滲透載荷。有朋友讀到以后，希望能在Workbench里實現(xiàn)這一功能。有需求就有動力，我們來試一試。?”

01

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結果展示先看計算結果：(為了截圖方便將模型旋轉了90度)

該案例為軸對稱模型，分為兩個載荷步。第一步將橡膠環(huán)和密封蓋壓緊，第二步在接觸單元上施加流體壓力滲透載荷，研究接觸對的分離情況。

(接觸單元的壓力。這個結果的數(shù)量級有問題，請忽略)

本文參考APDL Technology Showcase td-3 案例，在Workbench中實現(xiàn)施加流體壓力滲透載荷的分析。

02

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命令分析官方案例中，加載部分的命令為：從官方給的dat文件中可以看到，第一步只是施加一個強制位移，并沒有什么特殊。第二步才是重點。施加流體壓力滲透載荷的命令如下，我們依次分析。! Load Step 2 - Apply fluid penetration pressureesel,s,real,,6 ! select rigid-flexible contact pairesel,r,ename,,172 ! reselect contact elements only esel,a,real,,8 ! select flexible-flexible contact pairsfe,all,1,pres,,4.1 ! apply fluid pressure allsel! Remove overlaping fluid penetration pressure loadsesel,s,real,,8 ! select flexible-flexible contact pairnsleesln,s,1esel,r,real,,6 ! reselect rigid-flexible contact pairsfedele,all,all,all ! remove overlaping fluid pressure loadsallsel上面這一段命令分兩部分，第一部分選擇接觸單元，施加流體壓力滲透載荷；第二部分是去除重復的載荷。

esel命令，第一個參數(shù)s代表新建選擇，r代表在當前選擇集內重新選擇，a代表添加到選擇。第二個參數(shù)real表示按實常數(shù)選擇，ename顧名思義，是按單元類型進行選擇。

因此，前三行命令中文注釋為：esel,s,real,,6 ????? ! 按實常數(shù)選擇，選實常數(shù)為6的單元。在案例模型中為剛-柔接觸對esel,r,ename,,172????!?在當前選擇中重選，只留下CONTA172單元esel,a,real,,8??????!?添加到選擇，增加選擇柔-柔接觸對單元這里為什么要只留下接觸單元呢？因為APDL中的案例，下壓的壓頭是剛體，這個接觸對是剛-柔接觸。如果我們做柔-柔接觸，則不需要這一行。第四行sfe命令，對當前選中的接觸單元施加流體壓力滲透載荷。sfe,all,1,pres,,4.1 ?? ! sfe施加表面壓力在單元上; 1表示法向壓力, 大小4.1(單位一致為MPa)

接下來是第二部分。這幾行命令，用比較巧妙的方式，選中了重復的接觸單元，將流體壓力滲透載荷在重復的單元里去掉。

esel,s,real,,8????????!?選擇實常數(shù)為8的柔-柔接觸對nsle ! 選擇接觸對連接到的節(jié)點esln,s,1 ???????????? ! 再選擇節(jié)點對應的單元。1代表只有單元內所有節(jié)點都在當前選擇中時才選擇單元。這樣避免了選中結構單元。esel,r,real,,6????????!?在當前選擇集中，重選剛-柔接觸對sfedele,all,all,all ? ! 刪除重復的流體壓力滲透載荷。allsel這個方法是：先選擇實常數(shù)為8的柔-柔接觸對；然后通過nsle命令選擇這些單元對應的節(jié)點；再通過esln命令選擇節(jié)點對應的單元。在這一過程中，和柔-柔接觸對的節(jié)點重復的剛-柔接觸對的接觸單元也被選中了。最后通過esel, r命令，在當前選擇集下重新選擇實常數(shù)為6的剛-柔接觸對，將其載荷刪除。(NSLE命令的幫助文檔頁。請忽略那個錯誤的機器翻譯……)

接下來這一段就相對簡單一點。! Define starting points sfe,2529,2,pres,,-1 ! 屏蔽掉默認的流體壓力滲透起始點suppress default starting point (one end point) for contact surfacesfe,2625,2,pres,,-1 ! suppress default starting point (one end point) for target sfe,3121,2,pres,,1???????!?在o形密封圈上自定義流體壓力的起始點 define?starting?point?for?o-ringsfe,3308,2,pres,,1???????!?define?starting?point?for?cap大概意思是說，施加流體壓力滲透載荷的時候，軟件會默認給一個起始點。但是那個點往往不是你想要的，所以你需要關掉默認的起點，并自定義一個新的起點。在關掉默認起始點的時候，不用看官方給的，直接全選單元關掉即可。

03

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Workbench實現(xiàn)在Workbench里，我做了一個類似的軸對稱模型。據(jù)我考察在Workbench環(huán)境下軸對稱模型中定義剛體好像不是很方便，我就索性都做成了變形體，然后把應該做成剛體的地方彈性模量設置大了幾個數(shù)量級。

材料屬性是從官方案例的APDL文件里導入的。但是導入時候單位好像出了點問題……總之O形密封圈是Ogden超彈性材料，塑料封蓋是彈塑性材料。

在此也定義了兩個接觸，分別起名叫外部接觸和內部接觸：

由于流體壓力滲透載荷一般需要先做一個密封分析步，第二步再施加流體壓力，所以我們需要在?求解?部分添加命令，將命令對象添加到第2分析步里。在此之前，我們需要確定這兩個接觸對在APDL中對應的實常數(shù)分別是多少。為了確認接觸對的實常數(shù)編號，我們可以通過 求解方案-生成MAPDL輸入文件 按鈕，或直接在Workbench的文件管理窗口找到.dat文件來查看求解器輸入。

在生成的dat文件里搜索你在Workbench Mechanical環(huán)境下為接觸對起的名字，就可以找到接觸對的編號啦。在這里注意，Windows環(huán)境里，生成的dat輸入文件中的中文字符編碼格式為GB2312，如果使用VS Code默認的UTF-8字符編碼打開，中文會出現(xiàn)亂碼。右下角修改一下即可。

(搜索“外部”，找到外部接觸，看到其cid為6. 注意右下角的字符編碼為GB2312)同理，找到另一個接觸對“內部接觸”，確認cid為8.另外，需要注意，根據(jù)幫助文檔，在施加流體壓力滲透載荷的時候，柔-柔接觸對的“行為”如果設置為對稱，則只需要對接觸單元施加流體壓力滲透載荷。反之如果設置為不對稱，則需要同時對接觸面和目標面施加。(詳見幫助文檔頁：3.14. Applying Fluid Pressure-Penetration Loads)好的，現(xiàn)在可以開始在求解部分插入命令流。我同樣設置了兩個分析步，這些命令被插入在第2分析步處。

全部命令如下(不要覺得看起來好像很多的樣子，有套路的)：

! Commands inserted into this file will be executed just prior to the ANSYS SOLVE command.! These commands may supersede command settings set by Workbench.! Active UNIT system in Workbench when this object was created: Metric (mm, kg, N, s, mV, mA)! NOTE: Any data that requires units (such as mass) is assumed to be in the consistent solver unit system.! See Solving Units in the help system for more information.esel,s,real,,6 ! 按實常數(shù)選擇，選實常數(shù)為6的單元。在案例模型中為“外部接觸”esel,a,real,,8 ! 按實常數(shù)選擇，選實常數(shù)為8的單元。在案例模型中為“內部接觸”sfe,all,1,pres,,2000000 ! 這個壓力數(shù)值，以及本案例中所有的材料參數(shù)都請勿參考ALLSELesel,s,real,,8 ! 選擇實常數(shù)為8的接觸對，本案例中為“內部接觸”nsle ! 選擇接觸對連接到的節(jié)點esln,s,1 ! 再選擇節(jié)點對應的單元。1代表只有單元內所有節(jié)點都在當前選擇中時才選擇單元。這樣避免了選中結構單元。esel,r,real,,6 ! 在當前選擇集中，重選"外部接觸"對應的單元sfedele,all,all,all ! 刪除重復的流體壓力滲透載荷。allselsfe,all,2,pres,,-1 ! 先刪除默認的流體壓力滲透起點nsel,s,node,,5 ! 選擇編號為5的結點esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元esel,r,real,,8 ! 選擇“內部接觸”接觸單元sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“內部接觸” 接觸面流體壓力滲透開始位置ALLSELnsel,s,node,,5121?????!?選擇編號為5121的結點esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元esel,r,real,,8 ! 選擇接觸單元sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“內部接觸” 目標面流體壓力滲透開始位置ALLSELnsel,s,node,,5137 ! 選擇編號為5137的結點esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置ALLSELnsel,s,node,,169 ! 選擇編號為169的結點esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置ALLSELnsel,s,node,,9184 ! 選擇編號為9184的結點esln,s,0 ! 選擇與節(jié)點連接的單元esel,r,real,,6 ! 選擇接觸單元sfe,all,2,pres,,1 ! 指定“外部接觸”流體壓力滲透開始位置ALLSEL第一段選中接觸單元，施加流體壓力滲透載荷；第二段刪除重復載荷，并刪除所有的默認起始點。(看圖可以發(fā)現(xiàn)，內部接觸和外部接觸的接觸單元定義有重復)

第3段開始直到最后，都是在定義流體壓力的起始點。這個起始點的含義再解釋一下。流體壓力滲透載荷主要施加在接觸單元上，目的就是研究在流體的壓力作用下，原先處于關閉狀態(tài)的接觸對是否會變?yōu)榇蜷_狀態(tài)。因此如果壓力錯誤的從原先就處于關閉狀態(tài)的位置起始，計算結果就會出錯。另外，APDL案例中，定義開始位置的方法是直接指定接觸單元的編號。在Workbench中，不太容易確定某個位置對應的接觸單元的編號，但確定一個節(jié)點的編號是很容易的事情。所以我們在這里首先選擇節(jié)點，然后選擇與它連接的接觸單元。用這種方式定義起始點。

另外，施加流體壓力滲透載荷的分析過程中，一個不小心就會出現(xiàn)計算不收斂的情況。官方的案例在求解時添加了一個0.01的能量耗散率。經(jīng)過試驗，這個案例模型還需要更大的能量耗散率才可以達到收斂。工程應用中，這個數(shù)值應該取能夠收斂的最小值，否則有點暴力 即使收斂了結果可能也不準確。

最后，這個案例的官方模型(oring.cdb，oring.dat)和ANSYS 2020R2版本的Workbench模型?(td3.wbpz)文件已上傳百度云。感興趣的小伙伴可以下載學習

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1jV5n92aOfKYXveIEYl5L_A

提取碼：f450

總結

以上是生活随笔為你收集整理的mysql workbench中文设置_使用Workbench完成流体压力渗透分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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