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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。# O3 `4 A* U# c. A8 [4 }5 Z
% x6 r+ r% j; j7 t2 y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。; M! |5 x7 X; I" s
. f1 y, T; z$ M2 S7 A分析过程- E2 b6 ]1 z/ b
; r/ v" O& J: y% _
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果8 ]0 g! d! m: U( a5 k
3 n/ v8 d4 d! G q2 M+ f
一、建模
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; M' H5 R* ^$ m* G! n2 F/ f1. 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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# F9 `/ N" k1 g' l5 F% ]
5 \, g9 f- K/ j, ^) d" N& p: |2. 添加方程式：
6 t6 A2 T ?! m. v' d$ U, ` r=50 /轴的半径
+ c/ \+ A( R F. A2 u t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半, ]: M" }/ U0 \8 }
h=t+10 /套筒的厚度9 a8 M+ X6 l& P: z0 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。
- R. Y) c. T5 c' C4 e, H, {! y, G- T7 ~# F% N. T1 N# x C+ j
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。+ W% ]" o: |1 g+ o& X
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。- V* D) c" s3 B' ] j! A# n
/ E+ U i0 x) |1 x1 ?6 }+ u s9 l4 I; X# g) k
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。
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) G+ O4 {: q s, k Q9 I1 a# K' Y" u! P
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。) R* x$ I3 I y3 ?) T( T: N
: m c7 Z0 a) X5 }" n& y2 P
0 K9 \7 Q9 ]/ g
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。 H9 M2 P1 c9 m% c# R2 L
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& B9 P7 s! \: _0 t
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。
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2 }: h# ?! q* U1 s1 j( A+ R7 s
" m1 X' T9 V- f! @+ C4 J; r) C
二、设置算例
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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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d, g& a/ @7 t5 _: @2. 添加对称约束。2 H1 g5 x/ @/ q$ x- r5 T1 n: {
2 X2 W! ]. A* `' `
4 n; T" Q9 |( E6 o, L
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。5 E/ ~' c% t5 N0 Q. L
& Y$ X" a) y! L5 A7 ^/ n
. F- s; B8 \8 M, c' a* L+ b4. 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。
+ x c \6 w- Y0 s/ S
, B! } T8 z$ Q; S2 u- o
0 N8 N, X+ B. W, f5 r: x5 a1 c9 [( }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：
) X+ {: q' J9 F- T2 r: Z& e; V4 { 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作4 Q* k& h+ z3 i1 |' A
0～1 加热到900℃ 等待 B) g! D1 A! g: Y$ e/ a: c* S
1～2 900℃保温 进入到装配位置
) @1 N8 K- m8 U+ _ 2～3 降温到室温 等待: e/ Z" p: d- Z, w, J2 E4 W1 r+ y
# x2 ~2 c/ I/ E9 F
$ |; i: f4 h. \: F) q6. 给轴定义温度：室温22℃。
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" |5 o; F8 U# f9 R4 T: `: n& h7 E- N3 E
! @+ L5 N: D! Q/ p1 R( V/ I/ E
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
6 U* E/ s# s/ n9 b* S' b. X$ G
# U2 N% s$ z7 `+ e: p
# E4 i. {5 J J( z9 i t- l8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。9 J) q# Y$ M+ `3 e; j
$ q/ r9 l% v& W2 n1 U, R4 }& s7 L/ f) x5 f
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。 q8 C$ \/ Y9 T6 V
! k8 e9 P, A1 e& l- J/ Q5 l- y8 g& [- E
10. 运行分析。
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) u; Z' j* J* D# {3 \0 P) V; H5 @8 y- ]' Q
三、检查结果
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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。& S. x' C8 h% A* m
; p2 |/ S; }: O6 j" \( `& V
& r4 b* |2 A/ F4 O& _3 A' d
2. 定义1秒时的径向位移图解。
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) |) t9 O6 B9 n4 Q9 V0 A
' {' ^% W B: g) m: u' i! n. e" Y; O
/ }& N; B8 a2 Q! ~4 n! o$ U
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。 # W5 Z9 T; E, M! 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。- H, p. v3 A Q0 d# s
6 K; X1 Q- Z2 A a
) d6 z4 B. x8 l9 X
8 U, [2 M3 [* x$ x
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5. 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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0 |, i: b0 |. |) u& s; p M$ u) u5 e' x3 T1 _! l ~$ U
6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
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& S1 k+ l9 `( X+ \; w {% P[ 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
