|
|
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。0 M( a5 }6 x! z( n' W6 V3 V( m* ?
t5 q% t8 u) l/ b- e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。- x$ f5 G9 D% v. }* d4 u- H/ M; A x
4 [% M, ?$ J) r) y$ S2 z
分析过程
% B. ?8 N( Z! W4 U
. ]6 X4 s' _5 E2 s- `/ Q+ g3 F<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果0 Y# ~0 T$ G( F/ Y" N2 |
2 Z8 ]# E7 T+ J" ?一、建模
" f5 ? i! K9 a6 |9 [0 a8 z7 H! L* |
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”。. @& P" k/ m4 P2 q( b- F$ [
% r1 ~: p v0 R
8 B+ @4 z$ M; h* H7 D \
2. 添加方程式:
; Q% q [' @( M) M$ h" K( N" o r=50 /轴的半径" P5 k+ A1 [1 Z2 S' `+ `: f
t=0.5 /轴和套筒的半径差,过盈量的一半
* Q/ h- r4 _0 D" k6 x h=t+10 /套筒的厚度
- w$ |: ^* r# a& r2 l 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。
. F! E# Y& b( B5 W! `5 ^0 G) }+ }' [ p5 L
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。$ C- G% H. B( m3 D9 v
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。% Q! N2 V" K' p9 Q
5 r7 H6 D3 p$ M A8 h
, ]8 `. _; @1 i7 _8 T4. 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。
, l! n. l5 D+ l' ^- K) {0 H
# y- [+ W, F& K% n' h* F4 B- z' k+ A% M/ n
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。
i$ \. r7 _8 y" X& e
/ a0 u4 }( l: i5 D2 K1 A, X6 s$ x
" |. i2 Z3 J+ i$ m4 t
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。
- I- Z v! D. c
4 t0 Y( _2 C' e% x% D O" R" R
( f) V) ^# G& C
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 b1 L! ?! n5 h+ t: v
5 ]+ L. P( Y8 U
- y, x0 P* w# F7 j. K7 S
二、设置算例4 \$ p+ @- K# ~2 x& c4 Q9 A
# e6 ^, i5 L+ |: ^* R1. 添加新算例,实体网格,非线性。命名为“冷缩套合”。& Z k! @7 a- E- _, L5 M" F
1 o; r8 Y1 \; h( h) ]5 _) L
j/ y9 }, H! X9 ~. M7 G2. 添加对称约束。7 P9 C0 M9 b* c- x
6 M5 O. D; d( d! C" |$ l& P7 f
& l8 A' _4 f; I/ X3. 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。8 L( r, n5 h) f1 e
1 h7 n3 j# m) D6 t" Y7 n: e1 }
8 o& j/ R2 ?! s! o8 Q1 t& G& E4. 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。& |+ y( j7 F% G) o; }4 ]2 B
7 y! n4 S9 l7 [: m @2 ^3 } n
7 G. i" e B7 J9 y5. 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:* i S% h) S1 O" [
时间(秒) 套筒的动作 轴的动作
2 p0 x7 T( k6 ]$ r/ c' s- v 0~1 加热到900℃ 等待
: P' B3 w: P Z# J1 _ 1~2 900℃保温 进入到装配位置
$ N9 D" l6 _- o$ f0 c( M# T7 ^, P 2~3 降温到室温 等待; D$ [! ?% [. N. {% b$ w; i
4 ^2 s% W6 K7 N
" d0 a' {$ ]0 Y6. 给轴定义温度:室温22℃。: x& T) j2 k7 f) r
% }% n; u5 ~1 z4 c, f; k$ ^
/ r. k' j' ]0 V. N& ?7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦,此处未选。2 ]6 s- z! e) p+ J* Y$ W- B6 r K
^8 g% i9 `- O$ V
5 b" t+ R; u5 q" Y; U5 R/ X: n2 I+ D. T8. 配置非线性分析的属性,把结束时间调整到3秒。
* \+ M1 _, j" M! K- K6 O6 _
2 e, p. ]5 ?' @4 N( l# j. k4 V% w3 u4 a/ ^; ^1 ?- g
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。
e( ]5 U, \# v
% t5 ]8 `) }9 Y4 e4 Z1 \* {
K3 i: V5 S3 o2 \10. 运行分析。: h) p5 h1 M& K7 @$ p6 O
% h. C6 U0 N: K- p% U5 l; t
; i! p8 B( ]6 `2 p2 s3 d& ^三、检查结果
: a$ o8 t7 L9 \
& u, V6 M4 Y2 o* S" q' w; |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。
& a7 V' S: b5 X2 B# R' X
* C" j& P) `+ S* W! o
2 R1 I- c5 X H( N2. 定义1秒时的径向位移图解。
/ S2 b4 T6 @6 |9 [7 ^: `
1 `" {$ w" k- q% c* _* i6 S$ L* E' _
& y' u3 C; ?5 _- o
# n, \4 H0 }7 v
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。
3 K/ I) c" m! D1 T* \ a
7 f- L% ^8 E! O1 E
4 _/ O: @! t9 D$ M, |
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。4 R- r2 u: \. }, x Z" U' G! N
9 w7 x5 N, C6 }8 K1 ^
0 M, \5 z H. X% n" C
1 n: K6 K0 d, }/ O7 N
) U7 `/ E' e7 d6 u5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃,装配完成。' B+ z' X& y5 ?: j5 t: Q3 A
0 K2 p. w7 g0 K' w! l
) D) ?# e8 l* F1 I D/ r/ D8 s6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。1 R1 d T* A. X% c4 D2 E. G5 B
8 F. h/ E6 T! |) f: D4 v; S0 P9 l" v8 S; b, ~3 W
- q4 I! G+ I% ^8 {* O5 z, H7 U( q; {6 A6 H" x$ y
[ 本帖最后由 tigerdak 于 2009-4-2 15:25 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
|