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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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5 @2 C% u8 e4 S# @; V3 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。7 B" L6 R" {& U. `5 c7 @3 H
M* U/ |8 y' o* h2 ]. h分析过程! d' c2 G9 Y- _2 `: t9 I5 C
/ i% G# [/ E" }5 I0 _5 Z4 d' Y<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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7 W) b( ?5 b: u. w一、建模
) r5 W/ a9 c) X& b2 h: l' ~
2 k) a2 H: i3 u0 {1. 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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) Q, q! ^9 W, B/ E1 X& H2. 添加方程式：
( U6 H* l# P# ?; L r=50 /轴的半径4 }, R) y+ C& e$ p& P% l
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
. ]8 [7 K; @1 D+ i6 o h=t+10 /套筒的厚度* A. Y: g, O* t; K; i" r
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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* _# K$ y- Z" m2 N6 U3. 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。1 ^; M9 k# e1 z$ P. O `5 w2 Q4 G( E
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。: A! P- W9 @: i( w
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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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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。* Z0 ?- O4 c2 k+ O5 C. M. F
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. W$ y8 j7 \( 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。) x+ p, p8 y, ?0 L, z$ s& H
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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。, o1 G& s4 m L2 @9 w
! K& W$ M: Q) p& @
' i6 | p5 \8 V! Y二、设置算例+ F) r* {+ B+ c7 w/ `! ^
7 a$ v* X7 R2 f/ E# l1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。$ G3 g7 V. z8 [/ T3 b8 w `1 Y
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" p9 Q, e6 @% E0 S2. 添加对称约束。
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7 D( W+ d) t" w1 a/ z8 ^3 ^) G
4 ^) v! D' s+ M* l* T# f8 G3. 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。0 L+ w8 K+ g8 w! g; f( t7 a
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) W ?/ y m, 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。
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8 f: y7 }+ n4 K3 {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：
% I) ]' T/ s, @: e" d4 W5 o 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
; K8 P' W. o1 l, r3 ]4 k& }3 ~- C 0～1 加热到900℃ 等待8 Z' y) [7 e3 L
1～2 900℃保温 进入到装配位置( I! C# b+ B. p# n# S
2～3 降温到室温 等待3 F. X. C" q! [. F: \
# P' p2 p J6 M; p. _
# J8 A( e2 A0 n$ p, ]2 T6. 给轴定义温度：室温22℃。
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, w. I- {' p* Q+ a; e6 M1 x8 t+ C/ X
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。- T2 K- ~! O8 Q
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8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。
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3 b4 _# G7 \& f0 U
D( G; Q: V7 g$ t$ L
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。
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10. 运行分析。
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三、检查结果8 s0 ?/ r2 X ~' j }
! I! I6 t, P, b; c- ]7 o, d( {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 Z4 B1 m4 S; G3 h' q) a2 f! E
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9 l/ o D+ y& _: U! j& Z! ] A0 o2. 定义1秒时的径向位移图解。/ `$ H1 v- u. G* O
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: z R2 H+ W) @3 Y3 o8 v
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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。 ! S$ x. [# N/ R, q
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. U! N9 @, {/ Y) I8 q* e4. 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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2 N0 J9 z! E) q% O$ _/ Z! t5. 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。( S6 C+ H* m$ \
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5 `5 k# H D, f. ^4 J* s[ 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
