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目的 套筒与轴过盈配合，过盈量1mm。把套筒加热到900℃以后装到轴上，求冷却后的应力分布。 Z5 w3 d; z% z) _# k, b
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基本条件 轴外径100mm，套筒内径99mm，外径120mm，过盈量1mm。长度都是10mm。材料为合金钢。
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分析过程
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<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果. @. f! k% E1 {6 ^$ T7 G
4 R6 k* X# O1 I7 ^ v一、建模' o5 l S$ s" b- X; c5 R2 Z6 i
0 |8 K! E! l4 k' Q2 [: [$ U
1. 取圆柱结构的1/4建模。为便于调整过盈量，采用参数化方法，自顶向下建模。新建装配体文件“0.sldasm”。2 N" `- C: U6 L/ i& h8 g
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3 p3 ^- o, D" ?8 v& q$ p, U
2. 添加方程式：6 z+ G, d8 y5 r' S
r=50 /轴的半径
" {( c, u K s t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半* R; O( `2 c' Z& E% w
h=t+10 /套筒的厚度 B$ U0 i( M: J- X$ U9 p
在前视基准面上画草图，建立尺寸关系，如图。最后把草图中的曲线全部转化为构造几何线。
2 a p' G! |4 ?( W
# d1 g$ ^8 I% F! F; @3 Z) e6 H3. 在装配体中建新零件为轴，取文件名为“1.sldprt”。编辑材料为合金钢。, r6 M R9 D( M8 P; R( Y
建模方法：选前视基准面，新建草图。按住ctr键，同时选择r=50的圆弧、圆弧两侧的半径，然后点击草图工具栏上的“转换实体引用”。拉伸草图，深度10mm。
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, j; q& A5 N* @5 V5 C
3 t2 ~! M6 w- E3 @4. 在1/4半轴的一个侧面建草图直线，此直线把侧面平分为两半。添加分割线。此分割线是为分析时约束轴准备。退出“编辑零部件”，完成轴建模。! X, p8 m* A! A; n2 m
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S0 @% D! @+ ?- I5. 新建零件“2.sldprt”，编辑材料为合金钢。在距离轴端面10mm的地方建一个和它平行的基准面，取名基准面1。参照第3步为轴建模的过程，在基准面1上建草图，拉伸草图成1/4圆环。' d# ?, G" o0 ^4 F' r- T
2 M' x4 I! L, j. [- j
* |9 d7 i* t+ m2 z% A6. 在圆环外侧面上建分割线，把侧面平分为两部分。建此分割线是为约束套筒准备。
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' X8 I* x9 r- ^/ x' K1 h7. 建基准轴如图。退出“编辑零部件”，完成套筒建模。注：基准轴为定义径向应力和位移用。
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5 Y8 X2 M T4 u二、设置算例6 ? R: A4 I& S: g7 [. ]: t
: b1 u3 g8 i; \& ^# X9 `1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。0 s; s6 J T& M. i
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f0 T; U# r3 \. z& i2. 添加对称约束。# s/ Q2 I* ^1 U
& M- j1 \9 z- P2 Q+ n& I* c' P# @& t8 @( }
3. 给套筒外侧面中间的点添加约束，限制轴向移动。因套筒和轴在变形过程中始终关于中面对称，所以约束中面上的点较合适。$ Z8 _% C9 ^5 H3 F; m { v
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9 u; [ j* {$ I. r% P. v
4. 给轴中面上的点添加位移约束。位移规律按如图曲线添加。别忘了在轴向位移处填上数字“-1”，此处的数字和曲线上数值的乘积才是真实的位移。, z8 }1 s! `0 t
% k0 f& E6 z. F
/ t5 {3 k! w/ B4 V% \5. 给套筒定义温度。温度规律曲线如图所示。比较第4、5两步的曲线可以看出套筒的装配过程：
* X2 r: f$ t/ z2 @ 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
, H- T4 l2 h! j5 r0 f( d. M 0～1 加热到900℃ 等待
, g& \% ?+ O; R8 w% q 1～2 900℃保温 进入到装配位置
( u6 T5 E+ a* [ 2～3 降温到室温 等待& i4 V3 Q$ L) e$ s! j- n
) ~) J. S/ h; g6 G+ N7 t2 ]
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6. 给轴定义温度：室温22℃。
) F# F0 }% u# ?5 r: F. l
0 `# c' g$ x3 | h8 L6 u2 s
. [7 a% @0 k2 j# l a i' P3 _7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。/ r, m q3 U/ ~ f* n% r/ p# o
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) Z1 g! R, {; h2 Z) a* A7 _8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。
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/ D$ i& e; ?* b) A" T
% k) }/ }( P# r4 f& X9. 按默认单元大小划分网格。为提高精度可适当减小网格尺寸。
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% A# Q2 S+ A# E+ Z/ Q0 s: N8 X10. 运行分析。# z- V- C9 g: h+ V3 u
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三、检查结果
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1. 1秒结束时的应力状态，此时套筒受热自由膨胀，内应力很小。
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* O2 B6 u% v9 C/ B& n# s2 Y
6 m q% ?( k$ A
2. 定义1秒时的径向位移图解。
) B5 ?3 I+ N! n
: D3 ]: g: C/ r4 N) B
* w( W; Y) W( J8 V
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0 f A+ M5 N+ d5 e D6 {7 d4 y1 r
3. 2秒时的应力分布图。可以看到轴线处有应力集中，这是由于约束作用于一点，理论上很小的外力就会引起较大的应力集中。外力来源于计算时产生的微小不平衡量。因为外力过小，产生的应力不大。
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4. 2秒时的径向位移图解。此时轴和套筒在端面上重合，放大后可以看清轴和套筒之间的间隙。* z- r- Q3 y$ `& T) ^1 N$ n2 F
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5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。
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6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。7 I8 t0 k5 k" L `+ t; r
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[ 本帖最后由 tigerdak 于 2009-4-2 15:25 编辑 ] |
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发表于 2009-4-1 18:22:29
非常好的CosmosWorks学习范例
楼主
