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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。2 e8 c8 O; s' a) {7 b! j
8 I- o. r* p2 h# B$ ^+ n+ a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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; S( t% C$ Q- H1 U分析过程
+ \" V% ` f8 Z4 T7 U0 V) U3 c/ k2 ?
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果$ n3 h$ B7 K7 ~# t7 m5 E
8 B0 t: T" T8 T$ W" w. u4 I一、建模
' H- ~- K* j( c1 O- D. [# C
3 _4 G* j/ q! X9 j+ P( m1. 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”。
3 T1 X# B. K& r1 N3 f; k
" B4 J0 q( F+ D, k: @$ M6 F& r/ M
2. 添加方程式：6 c) i& f2 P5 P* N1 A2 V
r=50 /轴的半径5 u- P* P3 e+ d$ s+ d$ w" B
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
2 ]6 H: ?/ M% U( l( o9 o h=t+10 /套筒的厚度/ O7 q" U' j9 D) e0 g3 {! W8 j/ |
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。
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1 w6 ]% I3 j; E# v( T3. 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。
& m/ g* S; j8 {9 o/ v4 H 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。: b6 L/ U+ t$ |' F1 I+ [+ i
2 R1 v! u6 K' R6 M# O+ X
$ r( n1 ^; }& h9 X& g
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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, r7 I, G. `- F0 i @# x- i
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。/ E, ^4 [& B! }+ d$ D# Y
5 L+ U$ W1 Q# ]# E
+ N8 Y7 c# H) g
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。( }6 o0 r4 o2 I6 T E: i
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, h1 l$ s! f' j# D. |0 {
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。9 j9 z1 E# y- ~4 H& s9 n
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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”。- j% O, t8 V% R( ^8 x, j1 d, Q
: F7 t) I) G" V( Z
/ I+ l7 ^' i* @# t' ^$ h2. 添加对称约束。
! n9 }. ?4 t2 C( D* B0 r
% Q2 ] [, q/ p* z) D' Q
) v, U: p+ b8 A
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。' Z. U. x5 l! R2 Y. h- c
1 q2 b8 `* y) B; Q# b) w
, s. |% d$ x; v/ [( X. Y) s
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。; ]) D B* Q2 ]$ m
2 u$ Z. T8 r0 E
q8 e0 c& K+ @5 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：
( O7 ~) V( D) y: H- { 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作+ J! m1 I; Y/ f, G) a9 e$ h
0～1 加热到900℃ 等待+ n: S1 |& G: s5 \$ R( n( x
1～2 900℃保温 进入到装配位置% ^& c$ ~9 A1 h" ?3 I' M
2～3 降温到室温 等待
4 ]8 O1 h/ N# _
2 L; C3 ]5 v, Z! l6 `. w4 Q( M- X6 C+ @6 \
6. 给轴定义温度：室温22℃。3 A5 O( |# S9 E! H4 T7 ^
# }- r$ G- w9 I9 v
# O9 M. M' B& o$ q7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
" P* R! c) S7 J+ t6 L H/ E! X/ Z
! H$ b3 q( C @& Q5 x* Y* i- A
; i3 }% O0 M1 S& G8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。 m; x+ q/ c. ^# S
$ Z+ q$ B6 K9 S% {' c8 }* J' ] Y! S; {1 g! d. i
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。9 E; K- H2 R/ u. M0 r+ y/ C- o
0 @5 Q4 q' f7 O
0 T8 L% z z! v
10. 运行分析。
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: F! e4 n5 D( c. w; _0 x) E
& z* M+ p! U: y$ `7 H. a三、检查结果
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5 Y; r: T* g7 y/ n @1 z2 d1. 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。) \+ }) K) v/ Z" X c5 T1 I
& X: Y& y, ?! P/ K; R
" M! r; [6 Y( g
2. 定义1秒时的径向位移图解。
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4 B p' F% E. r: N$ n1 P
" N# D3 j F6 R& k9 @" ~) h
& @4 r' `" D1 a$ h- a* E
9 D( p! m% A. h/ X6 Z7 r5 ~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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' c) _% k @2 m/ e! v3 j5 t4. 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。 ]* @5 x& l* u
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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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3 e2 \) |' `8 x8 P! H4 ^
% @& k8 N; N$ J- E* f6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。+ `: q( B) O' N6 z. t0 v- ]
: L" O7 T5 G$ }. y3 N: }- z; 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
