|
|
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。! r, `9 |& U, }5 ?9 ^
9 g- W8 A V- p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。3 b$ `: ^! V: y1 g
( g9 Q# n x2 ~, b分析过程; v4 y" y* \8 Z3 S- \6 d/ w3 l
# Y3 n6 f- {0 l% N3 |<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
& E: r7 a" j7 n' L7 a, L; V) m
8 y) ~) c$ n! ~4 n3 _5 }- U一、建模& B$ @ o; u- F9 \2 h
$ P0 p, A2 @- f: U* ~( M; H4 D1. 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”。" m$ |+ Q0 L) M, i5 Z* F
1 h3 t& ^6 b# j3 }1 Y5 _" F9 T& a: K. r; y( l& @1 G0 u
2. 添加方程式：
1 Z1 m6 N+ T$ M3 F- U; s r=50 /轴的半径! Y. b; p) `# S$ S
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半. A8 A5 t. H# E
h=t+10 /套筒的厚度! d) `% q$ N: ]$ 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。
2 y! m$ x7 I9 d# k; H
6 y* x) d4 E. Z" g3. 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。
) T5 Y% h; f/ e! u' Z$ G- M! p+ I) x3 o 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。0 L R) a6 a/ G X1 `- v/ F4 d3 s
: m9 [4 [0 }. ~' c& n0 {# G! @) I2 E( E
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。
; {) J3 _ |9 j* V5 d6 b
6 w1 P1 Y/ I3 y8 @7 b" X1 P" w7 V/ j1 _6 C R
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。
' F+ A9 P, }' Y9 a& \: R
5 N+ n# N/ z" C3 x( o% z5 f/ D0 ~. {( z& a5 Y4 W5 C5 D v- ]3 o
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。
( O" X' d7 D( {* ]% r& M7 |" m
* Z* f) e( q7 f/ ?5 V3 E+ b; Z, v9 q5 u. k2 i& y
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。1 o7 W; M/ {& p5 u. s e! j4 {
1 ~4 X0 `; R6 |4 s, u! E2 F1 y# H3 d
二、设置算例% V; n3 G/ y6 q
; X6 G: A9 C# [2 U" z
1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。5 g! J( [. |0 O! Q4 _+ u' p) m6 w/ K
Z; O* `, L! q: }2 {; s8 D& c
! K8 w* F+ e- @+ q5 u; S; l8 `2. 添加对称约束。% u6 [2 ^2 \3 u
4 B7 l, i/ J( y5 P9 J4 A, N" f: U& K
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。) V& w/ z' e* E# ]
3 p: X- u9 w! E4 b' a K* q
) e6 `6 u8 r# X" |3 M* C/ q4. 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 a0 _. P& V( \9 X
5 o8 _' M+ n, ^6 U4 Y& `
8 {6 D* Z% y0 C0 B* Q
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：. V- a& w7 N) g+ V6 b
时间（秒） 套筒的动作 轴的动作( K5 Q7 J& q' H( i/ |
0～1 加热到900℃ 等待
4 i. s7 Z3 |2 C5 P% o 1～2 900℃保温 进入到装配位置& Y: Q T; U z9 j4 |+ `* E+ v
2～3 降温到室温 等待
. B" g1 T, M) H$ f6 g
" C9 B+ }5 ]8 |1 I! W' j# Y4 m" h; `
* N5 ?% K/ w- X* W+ B' s6. 给轴定义温度：室温22℃。: v% X0 N( x' V
; n, K- t( b9 M
' b4 N4 E* s2 G7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
# O% q9 Q6 X+ E2 Y% x, t5 O
' g8 |9 v4 j* |$ i$ i7 G0 o
* t- q) {0 w' Y" K# K2 X8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。/ n. d2 I4 N/ n; P7 Q& g9 _7 r
( W! g- h. d- t4 S) i8 C
0 Q2 C- G- d/ O1 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。
/ y1 R# x+ ?! l
. i9 `3 p: ^6 j% H
! G3 F2 u- X3 p9 N/ ?10. 运行分析。
8 W# n; ]. |% I) p* D4 O# w
' |/ Z0 @% b- m
7 M' T. Y1 Q. G三、检查结果
- q% U! [. ?* Y4 w" ^4 v9 |' A! B3 o5 ?
9 I/ s& R" J, ~) p3 X6 B1. 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。
! s9 M' D: ?( g: @
1 e% H4 V0 i! O& K! x9 R, Q
4 p& J& D; w! F& [2. 定义1秒时的径向位移图解。
( i& X4 E. O( R' w' t0 j, K
, v' H9 ]3 M( P% ?+ C
8 S% J* G+ @% }6 E5 p* f* |
1 n8 X9 T7 o) d* y9 L+ Z/ E' c) ?6 c" f
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。
; {# H; p6 ~/ B3 m9 y
2 V M h7 S* d% ~- C/ t8 I7 g* ]% w( W
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。% t- q# n5 ] p+ G3 u6 X0 u2 T1 K
1 ] ~. S' H, W7 q( D3 \% Z9 H( s6 y
0 u# u: l9 ?" U2 |) r4 P1 L
0 j6 U+ W4 _6 W2 a$ G5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。% f7 k& O% `% G/ [- V+ p
+ T$ h/ u( }* G3 g
( o5 j; Z0 Y! K* r6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。9 {$ H3 D8 s9 K! e, M4 [
, A- E0 W0 l2 D6 X" K
/ K) M4 m4 S; `! U& N: Q
( z( ^8 x# B- L0 | a. K3 {+ P
0 O4 W; t2 X, I$ w
[ 本帖最后由 tigerdak 于 2009-4-2 15:25 编辑 ] |
评分
-
查看全部评分
|
发表于 2009-4-1 18:22:29
非常好的CosmosWorks学习范例
楼主
