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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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2 r5 z0 D7 E( X3 \' }6 X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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分析过程
/ `& f3 Q; b+ ~3 x) a) h' E
0 X9 _5 a4 v- L9 I<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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0 o! w$ h' ?& t5 ?% v$ q. Z' d* D一、建模
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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”。
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- {3 X4 z% d# U$ L7 A; ~1 v
2 Y9 _* p* V' s" J5 L9 d+ M& K2. 添加方程式：; i0 d" N4 F$ Z) U7 X9 o
r=50 /轴的半径$ f. l! x( L" u2 ~: G' ?. T
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
9 B$ \( L b0 G, I. x, F P h=t+10 /套筒的厚度
) q* F% w% l$ V( b 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。5 U+ s0 P. y: J6 N* U
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。
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" d" X, k* n1 Q/ b q4 j
- P9 \" J" Z8 g4 {& w& E6 f4. 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。& S, V" ]' D6 y% u# t, l
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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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* I+ b. {* n; |; G4 d2 S* O7 N: z' X) l. {$ d
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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8 @, f! R- ^0 L$ H7. 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。0 \6 E, h2 q1 A" M3 q' h
+ }. o7 J0 B" _9 L6 z8 x( C) `) H; e( J% F+ h8 W
二、设置算例8 M0 I# n6 F' E0 @# C' b' S
5 |2 ?' H! {% E" d; h1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。
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; I4 x$ M3 T. D* d: U. _( G T: F* y
2. 添加对称约束。$ c, U* `1 q& v s3 J5 C, y5 i
8 z! s4 e& D& D9 I! \, B( ]3 N
1 o# J: J& Y, W0 G- ^, r; S3. 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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. U4 U% i$ }* K0 _/ I- ?" ]
# [* \( z2 y: ?. }' |; X( U
4. 给轴中面上的点添加位移约束。位移规律按如图曲线添加。别忘了在轴向位移处填上数字“-1”，此处的数字和曲线上数值的乘积才是真实的位移。" H9 Q6 d3 p% {* Q
4 X+ g" |# j+ Z2 e( m6 W
# G4 S9 k4 k- P
5. 给套筒定义温度。温度规律曲线如图所示。比较第4、5两步的曲线可以看出套筒的装配过程：
/ G8 |4 Z* a. D7 } 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作' q/ E& k* L$ W. [$ T: z$ ]
0～1 加热到900℃ 等待7 B3 a. K; \) y0 ^
1～2 900℃保温 进入到装配位置
- J- u- d' F; a& X9 \2 J 2～3 降温到室温 等待$ w' X1 W9 R( {+ R z
/ i5 n4 W! c) p" B! z2 u% [# M' y8 C/ Z! x3 c7 ]
6. 给轴定义温度：室温22℃。' B: ]7 z) w: I9 @
$ R. i. t. P; ` l
8 @8 ]) j! Q& H' `7 ]+ k7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。0 w2 F5 D. X% V3 R$ T8 P
' V( U c1 W. ]" C* Y
3 ?+ }4 R2 q* T: e# t
8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。7 V9 x5 y C4 o( ~ k
! n Y: k H! L2 G: [, ?
/ a/ z2 O7 ]3 \* v9. 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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( D) \# v# H$ A3 ~3 [ {6 N6 k4 _
# J( T: r, ^: k2 q6 {; x/ p10. 运行分析。( t! }5 i' m- Q+ X% [* [' h! P9 E
) D/ y3 I0 f( A9 C- r: g' O/ @4 k6 p- k$ G
三、检查结果5 V) U e$ U. h
& q& \ J0 D( z, A! j }9 j1 u& R
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。- b% [! @' R/ ^7 S7 R' J3 v& k
$ t+ L' B4 R8 ^ R3 Z6 ]5 M1 j
- U( B ^4 {1 w5 v8 a2. 定义1秒时的径向位移图解。
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+ _ y+ }0 X: u0 u3 U; A2 w# z7 ~) Y2 G
1 _6 ^4 o- W0 k. l1 K
. S6 R) l; [% w2 T- T. S9 X& s1 u3 F0 ?5 E. k2 d
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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! x- D7 Q+ [' T# k6 b0 m% X" m# U* s+ o# @" H2 \. T- T
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。
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9 j- e8 e( _* v2 B9 v; ^5 U7 v5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。" u- l6 }8 W8 |) y2 ?1 v( b. a: ^
% }. D8 h1 W2 O* k/ u$ t3 o
9 ?) _# {7 |' u9 @0 t) a6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
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9 U+ s3 H4 @6 R, v- \# d6 K* }+ v. G
3 f) a ?2 f/ t1 c5 D C[ 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
