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ANSYS Workbench垫片材料定义及网格划分方法

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发表时间:2026-01-26 16:18
1. 概述
通常在机械工程等相关设计中,为了密封的目的,需要使用到垫片材料,垫片材料一般具有多层、厚度薄、加卸载非线性及可产生永久变形等特征。有时我们为了等效处理,会使用模量较小的线弹性材料或超弹性材料等本构模型来模拟,那么这些本构模型并不能准确表征垫片实际的力学行为,从而引起一定的误差。而Workbench提供了专用的垫片材料本构模型及相关网格划分方法,我们来一起了解一下吧。
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2. 垫片材料定义
首先我们需要进行垫片材料模型的定义,使用的本构模型为“GasketModel”模型,如图1所示。
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图1 垫片材料本构模型
然后输入工作温度以及加载曲线,加载曲线横轴为闭合度、纵轴为压力,如图2所示。
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图2 输入加载曲线
接着添加卸载模型,软件提供了多种卸载类型,这里以线性卸载简化处理,如图3所示。
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图3 添加卸载模型
同样以表格的方式进行输入,如图4所示。
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图4 输入卸载曲线
此时的垫片压力-闭合度曲线如图5所示。
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图5 垫片压力-闭合度曲线
3. 垫片网格划分
在网格划分前,需要先设置垫片材料的刚性行为,将其改为“Gasket”,如图6所示。
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图6 修改垫片刚性行为
然后我们对垫片网格进行控制,设置自由面类型【Free Face Mesh Type】为全四边形“All Quad”,然后选择映射源面,如图7所示。
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图7 垫片网格参数控制
设置完以上参数之后就可以进行网格划分了,这里要注意的是,垫片厚度方向只能划分一层单元,否则会报错,如图8所示。
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图8 垫片网格划分报错
垫片网格如图9所示。
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图9 垫片网格模型图
4. 垫片结果后处理查看
求解完成之后就可以进行结果后处理,软件提供了垫片材料专用结果查看工具,如图10所示,包含四种结果:法向压力、切向压力、法向总闭合度和切向总闭合度。
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图10 垫片后处理结果
法向压力结果如图11所示。
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图11 垫片法向压力结果
法向总闭合度结果如图12所示。
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图12 垫片法向总闭合度结果
以上就是本次分享的ANSYS Workbench垫片材料定义及网格划分方法,心动不如行动,感兴趣的小伙伴们赶紧动手练习一下吧。


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