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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。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
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分析过程
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. ]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
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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。
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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
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, ]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。
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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。
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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。
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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
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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
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j/ y9 }, H! X9 ~. M7 G2. 添加对称约束。7 P9 C0 M9 b* c- x
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& 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
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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。
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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。
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% 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
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& 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。
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2 R1 I- c5 X H( N2. 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。
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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。4 R- r2 u: \. }, x Z" U' G! N
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) 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
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) 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
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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
