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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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+ j q- Y2 `/ E+ G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。0 v) k* Z4 X) ^2 S
% a f' v0 W/ n: b; q分析过程, k c! P" H5 [% D1 E* S: _
+ |2 P( ?8 J4 [9 r<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果6 k7 b- `% X6 S: }7 X4 _
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一、建模! i5 l; ]* ^) e1 J) V
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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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: a" }& I9 N7 W. j9 F6 h- l4 e( z' z p/ }2. 添加方程式：5 b. A9 R' J' D3 `
r=50 /轴的半径
N$ m, O4 o8 P+ ` t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半8 }0 Y! T- I9 ]% N/ F7 u+ @
h=t+10 /套筒的厚度
) c3 `6 R" C" F( H4 \) u 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。% f; m0 R6 O9 a
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。; ^" S4 L0 @2 v7 M) x# x$ ^5 n
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4 @! `$ R; I( w+ e4. 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。0 G3 O F8 }2 f5 S; k! ~9 V, J: G% ^. 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。
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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。8 W0 C- B' \$ R6 w
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二、设置算例 H6 ^) H( K% V7 ?6 D; ~+ h
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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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5 Z) t5 f8 |' F2. 添加对称约束。3 Z! i$ N( a5 P& N! j5 H6 |" u
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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。
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! b6 |; ?' R& e/ G7 K5 J& g4. 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。# x2 K( K& b' q
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# t# Q# d" |3 X4 y# C- x5. 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：: K2 v% w* I6 W4 ]2 c9 L
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作# O9 G( u4 T0 ~& l1 l' _8 A2 v
0～1 加热到900℃ 等待3 @0 }+ T# M+ [ j- n: H/ w
1～2 900℃保温 进入到装配位置6 Z' m1 C1 q* r; q; O$ N
2～3 降温到室温 等待, s; L: n; t" M9 w( M. P% A: \
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7 S! ^) k8 N% H: i( ]- A6. 给轴定义温度：室温22℃。9 |0 ^; V) r5 f7 R
/ Q5 a7 ^0 ]8 p/ B5 \1 z+ Z: U/ ?8 ?- g X/ c" c& q* K3 C+ N5 P
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。. s9 e# D5 s# ]/ V- I- Q: |/ X
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8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。
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2 Y) M4 i! b% j9. 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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10. 运行分析。* ^+ H. k2 ~* W+ J
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三、检查结果( J4 n' G: |: U# f! g0 a4 s
9 f% `" ~0 z: ^% x- Z1. 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。$ \5 B R/ v2 P) L- h/ s+ B# S
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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。 4 F1 Q" j7 G+ s: C0 ?
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+ {- ~) t; D- K$ B( \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 v! ~( m- _2 W9 [2 q
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$ V9 f8 t: a; Z6 ^. v' p- r5. 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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6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
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5 K7 t0 r% H) o' c# }7 r[ 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
