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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。3 l7 `! d( v* z6 K% U }/ C; C! B$ f
" }5 W& Q0 F: T9 y6 M- ]2 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。7 ~9 l6 n* ]% n- V# }# t# Y9 t+ u
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分析过程
4 t9 G$ I* K8 ^( v' D* A! ^0 o. O: D9 i% V3 l
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果0 m9 T+ q5 q' ^& V0 `
$ a- i3 e# T. Y: k3 P一、建模
( c& ?! c8 X; V. v
$ ]' C6 c9 }) I$ c9 \! }' j1. 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”。. W9 [& ^- S$ O5 u2 \
6 d+ S, `* b+ x4 P
/ j. i1 O0 J4 l! k- D
2. 添加方程式：* R+ N) z0 G% \# e6 U( h
r=50 /轴的半径
0 E% T5 }0 r" ]1 U- }: ?3 ~# y0 W$ k. m t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
& h5 F% }% `4 W2 \3 @* D& P h=t+10 /套筒的厚度0 w+ n I& F/ w: w; U4 Z# [6 O
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。
2 `" Q! `. I& E9 W
9 z. b$ d- W# c! n5 }- W* r3. 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。6 }4 s6 ^9 F4 u) g
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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2 c6 w; P, R& O8 t- z$ i
7 Y% W( N, m& ?" E* D4. 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& O4 d$ ~# q
) f9 w) a3 s W! E
+ N& }. J) h2 O) Y- k
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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0 A6 Q3 J! Y0 V- x- B! n4 E
$ s& F J3 ~( M8 t% i1 h1 A6. 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。
H2 J6 o: L# H( n# R6 K9 ]% K
C# B1 w& W7 \: k6 M, L
% n4 E1 u D" h) c( C7. 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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1 U" Z( d% H4 [4 x* M( \ m) M+ x5 M. [, P6 B0 j$ I1 D" J& d- E
二、设置算例* S5 i4 V& l3 h, P
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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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. _4 u) \7 D2 U2. 添加对称约束。
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' o& e/ D( \4 L9 M8 ]9 n* `+ m" W$ N2 k: X! E
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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# L: i' w+ \4 Q: s7 C* Y b) T$ y$ o2 Y! @ a" }( `
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。! u: s$ F' M2 | r# _
% _$ r/ t0 M3 H+ h
7 D( Q/ v5 A0 d& }/ H) t: Y) Z7 m
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：# |" o% b# l) x3 K, H9 [9 k) w% H
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作0 i: x& D- G/ H2 h& d, v
0～1 加热到900℃ 等待
$ ^" e/ k, X# E% x1 g5 M5 t! b8 u: N7 ^ 1～2 900℃保温 进入到装配位置9 ?4 |" }8 a$ e
2～3 降温到室温 等待
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9 x+ |6 c; Z3 M
4 M m, |/ g D; Z8 n6. 给轴定义温度：室温22℃。
- g% K3 O, W: K+ j' X, ^' w
7 ^8 e' D& w4 H3 w
4 q! R+ U7 }4 [; p. W7 n
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。$ C7 t- a* n% x2 K! J
8 {# d. A: g. D
! L$ g8 s x( K7 t. y9 ~ ?8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。" |- ~1 b( Z2 `* u5 I2 Q
( \% F+ D5 Z% t# D$ L" Z" ^2 h5 a$ E+ o
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。. j! g* @3 F8 I
`; q( |0 ^% P0 G: I
& ~3 u7 H3 y. A% Z- o% \* D; t10. 运行分析。7 f& S6 U" ^0 Y8 w# H/ ]& ]
3 C4 l- B1 I" n) Y: M V5 H" t1 e2 Y8 h0 Y. k: E/ b# ~
三、检查结果, ?7 W0 X2 R3 C) B; x0 r* o
& s: g, w. F& X4 w0 g" w7 U. F1. 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。. j% i6 i& X: O- }" N
5 A+ ~* b+ A- }4 Q2 { t+ Q
5 S1 I* _* B% X$ h2. 定义1秒时的径向位移图解。
. d+ ?5 z3 F/ O9 [" h5 T7 I
$ k: l) z, D) j
' D/ X6 }; X2 I* V% r
3 s1 O' |1 \; P# Q
# O3 ^; K; e, f3. 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。 % `# M* }6 f2 m. G
6 [9 ~4 h* s0 O
/ { }# E5 e+ o; M% |- e# g4. 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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0 ?; n- P/ D2 ~4 `2 M1 L6 P/ x9 Z9 e! Y" Z
! c! h# b* M' j0 I6 X+ r3 Q3 _. M c; N( u) L
5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。 q! U9 K3 |; c* r
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, x- d2 r* R; L- V: k
6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
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, Z: r8 I5 z" J% l4 {8 }. P/ w ~5 E
- m6 l, c. F" _' n O8 r1 [
& R/ n0 m# l, n& N' G. l; k2 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
