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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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: O, ~' k0 ?% N4 @. B2 w& |3 J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
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<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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一、建模# I9 w% c3 V7 W+ b7 q+ n% T2 Z
0 {- S' Z+ r: D# n( X# R1. 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”。5 H! ?0 K% l6 |8 u
/ e+ S6 V( W- j' P$ }0 j% X, W; G9 Y
. A" s& l# n4 Q5 m a2. 添加方程式：$ q+ K8 M( Q6 R$ t5 X
r=50 /轴的半径, u8 V/ }: }2 t
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半& R. [' e. Q. w Q) A# b) m, s2 Q
h=t+10 /套筒的厚度
/ C+ w5 \: g0 t) A6 c 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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( l0 U# w |, H3 _% @2 ?" U1 a, C3. 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。
# |( O9 J/ q: L5 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。- X$ _* p& c) u6 Z! i3 L& L, {
+ n. i5 P! @/ m; K9 J3 i+ }) M
- Y* U6 r! X! A* V3 K2 U$ u# p4. 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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1 P& {7 u% E m6 ^. x" F1 N7 V) P0 l2 [2 o: ~
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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& h4 u5 e$ V0 k* |! W0 n( d7 I
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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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3 g- f* p, P" j+ ]) ?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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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”。& ^ X! n1 B2 T0 S* L1 |5 M
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2. 添加对称约束。
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. ]; h9 ]: H0 h1 P3 x$ a' }4 e t$ x- u/ w
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。; v5 D- \( X$ z* A% X" \0 Q
4 p/ y$ u) n; T6 w( P: a( o3 G2 i* K. O: B5 L1 O% [! w% f. Z' V" e
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。4 Y* p" u/ ^4 S$ N3 x- s: m# m' y
, w3 q. I$ d) ]! `
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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. l5 _# i( }6 R, W
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
7 n) b0 s1 o+ p1 L0 P. r" x* b 0～1 加热到900℃ 等待
" D* n+ E1 |( q) c+ `+ _ 1～2 900℃保温 进入到装配位置
. c! x. v( N5 T- E: H5 T/ g/ T 2～3 降温到室温 等待+ ? G8 V* |. F
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0 \3 a, P6 }( ?0 X/ H# a& i9 o6. 给轴定义温度：室温22℃。; O! q- B; d5 @9 X4 V0 A) B8 x% s
; j; A2 x: M8 t/ G4 X, v
, `9 l, H' l& a; l( p7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。2 w; {* C! C6 z9 ^8 U
1 P8 K2 r/ q; I x/ ?6 }4 \& d; m+ `/ K' ?) G1 D! r
8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。8 M, y- t4 `% K% L6 C1 g) X
7 ~6 S# X6 m; h0 b0 J& e, Q% t% v
* |) }1 u1 I) g. N' R% s9. 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。8 S. I) S" B* N8 s- d
& t, c) q" n' u* M+ I2 o3 z5 @; o/ }
10. 运行分析。
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8 P, O3 I+ E0 `/ h& S( E. J1 m; X a. {
三、检查结果 t$ X$ P6 G1 R" t* U& D! T
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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。
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2. 定义1秒时的径向位移图解。
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9 [1 f7 \* f6 c- l0 ~5 s; G8 u) J3. 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。 9 B6 Y- K3 Q# j# U( V/ k
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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。
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. X5 e" i3 N4 f8 t) i7 Q: G5. 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。2 ? `9 A% U4 \
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3 Y/ v7 ?) r6 u+ k- T[ 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
