流体压力分析
I
关键字：流体渗透压力、插入命令、2D 轴对称、摩擦接触
目 录
1. 摘要.............................................................................................................................1
2. 案例描述.....................................................................................................................1
3. 操作步骤.....................................................................................................................3
3.1. 启动 ANSYS Workbench，打开已有的分析文件.........................................3
3.2. 查看材料定义...................................................................................................4
3.3. 启动静力分析流程，进入 Mechanical 界面查看设置 ..................................5
3.4. 插入 APDL 命令设置流体压力 ......................................................................7
3.5. 分析结果查看.................................................................................................16
4. 分析小结...................................................................................................................20
1
1. 摘要
本算例在 Mechanical 界面通过插入命令的方式来施加流体压力载荷，计算了气
缸运动中，密封圈与气缸和活塞之间的摩擦接触，以及 O 型圈在流体压力施加前后
的渗透结果对比，该分析涉及到的要点包括：几何非线性（大变形）、材料非线性
（橡胶 Neo-Hookean 模型）、接触非线性（摩擦接触）、插入命令在接触面上施加流
体压力以及采用命令方式查看流体渗透压力。
本例针对装配体的非线性接触以及流体压力的施加以及渗透压力结果的查看具
有借鉴和指导作用。
2. 案例描述
本案例模型有三个 parts：活塞、气缸和密封圈，活塞不动，通过气缸运动来模
拟装配过程，并通过流体压力的施加，来模拟流体渗透压力对装配体的影响。
活塞和气缸材料为 ANSYS 材料库中默认提供的钢材料，弹性模量为 2.1×10e5
MPa，泊松比为 0.3，密度是 7.85×10 e-9 t/mm 3；O 型密封圈材料为橡胶材料，采
用 Neo-Hookean 模型，初始剪切模量为 20MPa，不可压缩参数 D1 为 0.015MPa^-1。
活塞设置为固定，气缸底部施加 10mm 位移，分为 3 个载荷步进行运算，第一
个载荷步通过在接触对中定义 pinball 来调节活塞与密封圈之间的干扰，第二个载荷
步滑动气缸，与活塞和 O 型圈接触，系统密封，第三个载荷步通过插入命令的方式
对 O 型圈施加流体压力载荷。
2
3
3. 操作步骤
3.1. 启动 ANSYS Workbench，打开已有的分析文件
（1） 首先启动 ANSYS Workbench 环境。在【File】下拉菜单点击 Restore
Archive，打开分析文件压缩包“WS5a-pressure.wbpz”，然后保存为 WS5a-
pressure.wbpj”文件。
（2） 打开该文件后，Workbench 环境的起始界面，包含了一个静力分析的流程，
如下图。
