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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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. ]9 ?7 P0 {- z9 ~" b$ v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。5 O" y! {$ K4 t6 l, K7 M1 N
" s* k/ @0 J d. E5 P% h- E: ^9 _分析过程
& J9 o& u: O Y! E, i; E9 R0 v' a4 ^/ t8 U5 k1 I% @
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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, q2 h7 s+ o2 }6 p一、建模! K# E2 I0 z! s0 x0 x: t9 t9 z! K
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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”。; W0 y! F3 {( j# }
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& ]" z8 ~* d& n3 P. L$ l q1 e& _2. 添加方程式：" ?9 F- C5 w1 e5 k4 \
r=50 /轴的半径
7 z$ ]) n; U1 i- p- G; b6 T( U t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
' K) [+ {$ {; h S' `2 } h=t+10 /套筒的厚度
" }1 l7 s* i8 O2 v3 B! E 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。
! Y5 M- j" t1 o: S. ?% l, F
' J F, ?( r& K( F; G4 j6 h1 k& k3. 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。
% \+ @% `( R8 M8 W 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。+ X* R1 j9 F5 z6 {- F y
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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。1 _. o" L7 w0 L) }" J! Q
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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。0 P" V b" S! z1 k
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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。8 b9 a5 k2 @& C; H
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2 C3 h. w0 A+ f$ P) @" n7. 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。4 y. \5 G' @' B& m5 M% B# M' e
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二、设置算例. j6 b7 i9 ]4 O% Z( ]$ @
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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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2. 添加对称约束。! x- @% b" s t3 G8 ?
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& J5 _1 x% X: @9 p3 G8 I: t3. 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。
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) G s" c& s5 ~3 b. G" ~3 O
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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。/ B7 J$ M3 m8 g( E" c" D
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: n) U7 q" J4 t$ I5. 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：+ L- [7 v9 x/ o9 p$ E
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
% p3 [& w! k. h" v, T, S 0～1 加热到900℃ 等待) c/ X: y; i& G9 g5 D$ [
1～2 900℃保温 进入到装配位置
r$ Z$ l$ p( S) g7 x 2～3 降温到室温 等待
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, p' l( p& H+ _- J, t. A
: u- n: t' Q. R' s5 B/ \3 ?6. 给轴定义温度：室温22℃。
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% i) c _, R0 m0 N7 X% C& j' t2 w
, f) z5 k/ j6 [6 v/ n; F$ @
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
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/ F5 O7 s( T$ p* F! o. B# B8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。
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) Z; Y( a' s4 G* J7 C1 J, I
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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# |7 k7 U0 n+ W& e
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v" ? g% I3 c8 [1 b1 Y10. 运行分析。( l" e/ o. v( X" ^- I+ r
( S' w" P: K3 m; L t3 V
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三、检查结果
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: a$ p8 R8 G3 L' ~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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2. 定义1秒时的径向位移图解。
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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。 ) b# m. k2 R1 U6 U
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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。9 m* }2 X* J& Y& N
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- P: E& w: A! N) C2 ^5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。8 h6 [$ @; J' E8 f; ]
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6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。8 t& c) x. u" d ^
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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
