|
|
马上注册,结识高手,享用更多资源,轻松玩转三维网社区。
您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册
x
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。" v- P. ]* z d1 ^/ C
' f A. B% \! q" S) O' l0 G$ W* s/ k
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。
/ Q5 D, e$ `+ I# u
4 k5 Z( B8 I9 D% ^5 \6 o分析过程; o! P( S5 ^# u$ ?, {# }
6 V3 k9 J- D) ~, I0 e2 i<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果( y8 Z% S; I; r
/ \4 m6 d5 J8 t8 l3 V% Q4 W0 k8 A一、建模
: H/ _3 I+ \- C! F
/ {0 F# G; y, @3 ^; u! \; j. p1. 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”。
7 D. j8 W+ g$ o- E, g
4 ~$ ?+ s3 E. Z, m
& H' d0 y; g0 P2 x5 f
2. 添加方程式:7 U y( m8 `+ ?* c/ j% R
r=50 /轴的半径
) ~7 S, o7 _7 I; T t=0.5 /轴和套筒的半径差,过盈量的一半- `8 }7 P* |- ^! h0 i/ U7 x8 S
h=t+10 /套筒的厚度
4 i. y. E, O5 h% b- t& P$ w 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。
8 s: ^" ?5 m9 a4 ~
) o2 J6 v6 W( ?' F3. 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。; g( V$ B# e- d" P: z) i
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。: l* g$ r j/ _+ b
- L; x2 H/ H1 W9 Q; w
7 V- Y+ P3 R( ^ ~" a" c. B; R
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。
5 y z5 n# ?* l2 L
- O) g0 P+ g% e& y! q5 ^6 J$ i6 D
9 P& |& L6 B3 ], [5 q5. 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。6 x3 _" {6 L+ V/ [
7 T% K! _1 `, e( G7 }. v6 l9 Z
" } F; q' Q5 {3 s5 j% g6. 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。4 u# W* i1 {/ V, ?
5 g1 H& K% [: b
. C! T6 w& U1 Y$ d
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。
$ j W3 w: n6 A& C$ T: r2 Q. J
9 {+ ~" v$ R& p& y: C4 v/ y* _1 u$ f; I% a
二、设置算例* g1 a, {6 U: O$ R
# Z0 @8 W- p# y. K* U$ f O1. 添加新算例,实体网格,非线性。命名为“冷缩套合”。
9 C0 u3 z( y$ S+ j( T1 y
6 D# u$ L& S, ^/ |( l
# K* F& n1 K+ B1 ^8 }3 J& F* w' j' |2. 添加对称约束。
; h( p" G; ~6 {
1 f/ n y. P W: @* X1 P3 _6 N
& M! a3 ]. p2 {7 K3. 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。6 X m. ?: a# ^5 a W( k
) D6 J# _- h; T) u* I# V7 t1 F$ K
|, y: `/ Y5 Y" f* h* C
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。7 q* [7 G6 g) Q0 I9 M1 u4 s
/ @: i* L$ l- h7 r0 F8 c3 Q3 ^& t
8 `. e( y, d) t" W; M5. 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:
5 M ^, R1 Q: o6 V4 f2 Q 时间(秒) 套筒的动作 轴的动作2 F8 c" M/ _- a/ D
0~1 加热到900℃ 等待
: I. l6 w8 f; f7 N 1~2 900℃保温 进入到装配位置% j5 U" B, S) e
2~3 降温到室温 等待 E+ L$ d% Y$ f: L# Y9 P* N
1 V' h% v; D$ d+ ?7 U2 L, y9 j) T
4 e* c: [+ S; _0 ]" q1 x) `% T% u' D6. 给轴定义温度:室温22℃。* _0 i& p3 b/ }8 s: _) ]
# W- {. O* j3 S) O" Z( @3 N
7 X; A% z* t5 h9 I* d
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦,此处未选。3 ^3 Y4 {+ x q* e" U
( Q: ?0 A) d# i
% g) c2 W: _4 V3 T% C
8. 配置非线性分析的属性,把结束时间调整到3秒。
5 A1 S! g. B/ S6 a; W! r
; B6 U& r }. P8 |# v& w( m. K- @6 \: p2 ]" b, k* `, N# V
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。
$ `* c- ^7 D p
5 h3 m3 F. L" t/ i+ p' @
, ~& ~% G( _2 H- D0 r10. 运行分析。2 T: I: B: b+ k; v0 L
( X% o# m2 J3 s/ k, e) s- L
1 ?, t9 ]0 r2 A' |9 c% e三、检查结果
+ f/ |% c) R5 p5 X' K# |4 k1 b4 X7 q% q Y
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。
6 k' N. i4 {! Q! {% b, ^7 T+ e
$ s) h I5 a# K+ s% s& B: x7 P5 Q
* m, I& Q- D- j2. 定义1秒时的径向位移图解。
J4 v& Q v9 Z) G
6 z/ _9 ]" h1 [. i- x* g5 d( B5 J9 n8 g3 L2 y
; T$ ^6 v: ]9 q7 z
4 b$ i# E6 H& E6 \3 h
" K" _ s9 _5 E8 |, o2 A
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。
3 L+ B& W% s0 r5 l: g
8 ]/ l) V; T! X1 f
9 ^+ d- |! O% l3 ~% V4 C4. 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。- T$ M# J- w$ F1 F: z
$ [# T' ?; I& h& _0 e1 w2 g
' \8 L5 E$ @8 W# K* t+ @8 r7 x0 U1 @
- o+ U, o# B5 ]7 h9 ?/ {% `' b3 s
5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃,装配完成。( t, Y+ X! \8 J3 x" N
6 I) n" _( B3 {7 d
, G2 m: {: z) r' N7 J. r6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。$ }: G7 N4 p. U" Z
4 H; |7 c) z3 N* i) t/ Y
; D1 N# I1 S2 ]
( y7 o w6 U, j1 H$ c
7 B* X$ X; z3 P
[ 本帖最后由 tigerdak 于 2009-4-2 15:25 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
|