|
|
马上注册，结识高手，享用更多资源，轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看，没有帐号？注册
x
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。( ?6 m" M* F. g) A9 c( T
- S4 P- c$ o6 R7 d, o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。
! }* |4 I, X4 J: v, p
) l1 Y T; r F. }" M3 I x分析过程
) E1 u3 U4 h3 ^. i# B1 m' k$ p& w: j4 G$ M2 E, v! z
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果/ c6 r5 ]4 _ S0 ]* W* g
; f' a( ~& F8 f; [2 r0 d一、建模
* G3 k1 s; b b) D. b! a9 B' k5 B1 c0 u$ l2 f |9 B# ]3 v
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”。
7 N, Q) k2 b) {, n* m9 K
' p3 h1 \0 q5 T
1 ?7 P, v5 |" }: k- V b2. 添加方程式：' ~# X* P) P7 k9 V7 W* }6 A$ N
r=50 /轴的半径 s2 x+ o) ]! F/ [, ^+ k, l: o
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
! L2 |. x- F) a& H h=t+10 /套筒的厚度5 [( k' g* Z3 ~1 ?
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。
' x6 j- B$ R0 ^/ _: W2 H# u5 T( ?' t4 `' `9 }: y
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。
; T: E ^0 K/ y# L 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。& V- p# E/ L& r& A2 B" [4 o0 L
9 O$ L$ @4 v: z* x, l
: G* q- z7 ~8 P5 k- [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。
* c2 b) T9 n$ C Q- a( ]
8 g1 F( v/ \! A s+ m5 O! Y2 F, v( X
* I9 X4 u% \, Z7 S; x5 V9 ^5. 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。
7 i% y7 t/ t9 j! t6 ^3 y/ m+ M
: A& W6 k4 H+ h( K
) M" g" s( U! F: O
6. 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。- W/ }3 O" K' V! l: t
. g/ z& P2 a- P
6 R0 G9 b+ F! L: e. z% C, D6 \
7. 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。2 n" t& u. C6 b( t
* |* u# f5 Y& n3 Q' C' B5 O$ i7 z3 ?) ]/ J$ l
二、设置算例
7 W3 x3 W4 k; Q g0 C+ n8 `5 t. X4 e9 m& u1 a5 C' g v: D- I" c! a( d f
1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。& S+ X2 Q5 n t/ ^" q' B
* A0 A7 r9 u3 a" l$ |' |# Z9 U% E- `2 F+ V0 c; {! B- j6 |
2. 添加对称约束。
' E5 O4 y0 C2 D1 T+ O+ b. x
: ]* v8 C3 V8 {: X* v' C
/ A# y+ V4 S* O' P3 n
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。: j. C+ e& ^1 d% z
( a8 _! ^0 j; K# g+ _( H* {
9 S3 F9 ?- k. W) x+ Y5 B& 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。
! z# g5 x' o1 |
+ ]/ m, d5 v8 |) U; @, {% U% B
+ X" Z! s. t7 N* r/ M- v2 m# Q5. 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：
6 p& R8 O& O% p* S# d 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作7 o# I* C% x* R+ U( k" H
0～1 加热到900℃ 等待1 P+ r5 r) o3 J2 Z! h; Q! N+ W
1～2 900℃保温 进入到装配位置3 [2 k+ w% S7 Q' z
2～3 降温到室温 等待 |, z }# c+ m* Z1 K
. b4 }/ `& Q% u
/ t. b# ^: K* |" \; b) @" C6. 给轴定义温度：室温22℃。. U, i: F: X& h
3 n3 p( u- l3 r+ r0 g" x
, }3 a5 G4 d) b" ~
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
, D4 Y# H% x3 n9 x; G& |5 K
5 @7 _+ Q0 {# r3 L# Y# x" o$ i7 Q5 r* K$ @$ {- V
8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。$ q3 h6 j; l$ A9 z6 z) u O
0 y4 _+ V, {# _) Q6 c' c6 f0 R& m# F& M, C/ z2 O: s1 ^ [; z
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。
" l) }( p$ D2 Q1 X2 v- V
8 G" S: z$ j* P" _" @& [, F
6 K g, l! T% V8 m" `( Z, g1 w2 g10. 运行分析。
! f( |; i( R8 J' d8 A" t. p
( z3 r) h4 B: c8 P" z1 f4 L
. }3 m; `# h, T3 M三、检查结果
) h4 d$ b- u7 Z! y4 ~7 f1 I
# j: j. X0 f- |% g$ X/ N# B( o9 L/ J1. 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。& @# a: K- g5 K
8 Q6 V$ [5 G @- n# _. o# C( t( p" \
2. 定义1秒时的径向位移图解。
6 F" q+ ~0 J* T" a; T
z$ z$ X. B0 K: Z2 i/ C. f
3 _! t1 c% q4 x, a0 H5 J
9 g! X' i. ]4 h# s- b+ {+ P- v/ J
/ @1 @; d% s4 l7 h6 d" A3. 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。
, W3 ~. K+ p. l" O+ W
9 G' B% [. o8 V1 E, L' x' @
' f2 N- `0 F& ]% @/ I6 X3 J4. 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。* E5 z; l3 C g1 ~7 f! g9 E9 ^0 R
; l% s/ o9 a1 b
?# v7 U& q4 L$ _: K
1 Y6 ^% x: K* x5 c7 x$ I" i- ^8 s1 ?5 v7 N* e
5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。3 v% c: p1 u6 C
5 n0 }* o+ |$ Q0 l, I6 j8 Q, Z4 k
' ]' b1 C2 W1 ^* y9 ~- V% [6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
t- O. q) S5 K7 `/ z
8 J! t& ~2 I0 w4 _# B x
6 F# ^; K, J9 P6 d W3 y; v8 |$ Z
( ?3 |9 u) f& m! v
* |; N1 O3 F, ^+ D2 w* {7 D[ 本帖最后由 tigerdak 于 2009-4-2 15:25 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
|
发表于 2009-4-1 18:22:29
非常好的CosmosWorks学习范例
楼主
