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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。
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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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) a1 |. F% v+ P: m- o' l9 z" y8 Y分析过程5 ]: g4 c/ o- a5 B/ Q
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<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
/ h+ K1 e. }+ e7 c! B7 J" x R' _5 S8 H% w: o
一、建模% y' f9 Q* H/ Z" ~, W+ d
' c4 y, b# c( n9 [' B
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”。' y# Y G6 I7 ]. ^/ d
& p$ d3 [# l% @% h7 S1 M( \4 `1 b x" u* H9 C; z" `
2. 添加方程式：
) q, d$ z& g3 P$ s6 k# Z( d, { k r=50 /轴的半径
; _' x, G. k2 w2 S% W5 z" s t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
8 Z, I8 U. h7 q) [0 i$ w h=t+10 /套筒的厚度/ g _& K: g4 c0 A- Q- A
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。
* u1 }1 t* r0 A8 p% ^1 L4 u) D9 a7 J
3. 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。5 k% k6 C, Z0 O8 I* d# x$ _
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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, X' T* r- a! a- p2 N1 g6 F$ _0 f q
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。
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' W! t8 g! }# ]- F; i6 F+ T3 o' |
& s8 T/ V: \2 W5. 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。
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& f( T/ N) Z: I+ v6. 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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: ?) n9 V0 M4 G2 F8 O" g
( @; d `; n& M' p6 G9 x7. 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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m- D; M1 g3 F) U6 L; P& O$ W$ T2 Q* q& t$ G
二、设置算例
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1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。
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" A; a) N. g9 q$ J% Q" V# M- @8 {$ ^6 g8 ?: f$ q
2. 添加对称约束。3 @3 q% o$ V8 |: u$ u2 G( C7 X3 s. Y
9 T) V, z( |, l, s9 y* e7 J% S% T# T( n( o
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。. `+ y! }: p# H* h' X, S' m0 \. [
& M9 N( s. }" Q k3 b9 |# t
1 r4 B) @" N* Y" J& ?" |: \7 n' |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。$ x, _1 B7 H1 F9 @ Z
5 \7 Y& N- I; b' T- J+ Y
0 i. | F; i9 S7 c$ j5. 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：2 N* U% H0 U3 q- q
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
3 ~; k4 p3 Y3 O 0～1 加热到900℃ 等待
! G) }" j2 o d8 J; p5 U! C 1～2 900℃保温 进入到装配位置9 M; |' x: X1 h( `0 s
2～3 降温到室温 等待
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' B9 k5 h: L- H, e% [0 M& b
6 X; M9 i* L; I, p7 r1 L/ P
6. 给轴定义温度：室温22℃。
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d( C" A! P- o
2 Y( _+ t% s/ B+ D( F
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。/ D" O* f; o6 f4 D; o# U
3 W0 D+ X0 S: w8 a: V; O, f2 d6 s1 B& r) v3 |# R
8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。
+ }6 J5 m$ {/ h6 K* f2 J; h
) O2 I. r2 M" `& g, `
1 L$ e; s2 b$ z- Y
9. 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。* }: C; i& k" T# |4 t6 g
- ~0 }- I w a6 F
& O; X* _) u) B3 Y
10. 运行分析。* V6 [/ n2 y& h: b( X% G, D) _
# }& }0 }5 Y9 O' |+ Q- E# M* W' V# T% z, n, _
三、检查结果
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5 E8 [$ S- V2 @- [/ F6 k1. 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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" L) b" z' F2 m0 }; I3 k! \: L8 o( _% M4 d# L, X
2. 定义1秒时的径向位移图解。
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2 u% C& ^- X. R! C& Z
3 \* F1 u2 p o6 L% h
; f, L0 ]8 `8 J- q3. 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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) L4 l a! p, V* Y- f6 t( Y- d
; H0 ~: J' A$ T
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。% B/ }. I1 c9 {# x
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6 u$ S6 q8 `! y/ h5 g4 |$ y( F1 Q2 h" Z0 w
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。' N- @, c2 \2 s7 t2 g( A* ]
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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
