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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. H4 `7 E3 W9 Y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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$ l! F3 l) ~2 I/ ?4 `4 m/ E分析过程
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/ E0 k7 V! U" M0 c4 i6 D0 s<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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, n7 l- b! v0 a7 C$ e一、建模2 C+ q9 R: ~& f! o% k
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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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4 `1 k# n" F9 G- R B2. 添加方程式：
8 @: B) W6 \# `5 `# R1 } r=50 /轴的半径; Q$ ]6 m1 o& h7 E
t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
: H/ G4 r: w: t7 X* ~3 q- D h=t+10 /套筒的厚度
1 m) E) \, Z5 ^5 B0 `- W* S 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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7 E' Z. D; w- A# n! Y& S# z3. 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。
9 b" ~# z: B" N: r 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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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。1 f' r4 R- e% n/ p
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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。
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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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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。" f( `+ I8 w! e; y7 b
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) C" C, p, m$ E S& i二、设置算例) \9 Z! X s) K# v& Y! A
6 w% G5 `# a( I% a1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。2 p, K8 N9 U1 B. d% H/ |0 z
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& D/ t/ P l4 a7 e, x2 S) I1 l2. 添加对称约束。
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/ Z8 m# c1 w/ a I3. 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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h7 s. x" l8 o2 V7 @7 o, D4. 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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u" U# ?8 W4 m, d# ^8 ^( i4 {5 Y5. 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：
% ]* [; T( Q2 v% s% ^! Q, o 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作; Z% y. R/ Z) R
0～1 加热到900℃ 等待
1 [# y3 L* j: f: w6 _ 1～2 900℃保温 进入到装配位置
7 b$ f6 A) Y2 T( k6 U 2～3 降温到室温 等待3 ^* T3 `" k, o0 G" o& p0 p: B& G
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, b0 \1 g n& s- A6 u; V6. 给轴定义温度：室温22℃。
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+ Q- y( w1 [% j# m: P2 v, [2 @% k% ?+ [. Y$ f2 P0 U$ a2 K
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。8 B- T2 f. ~- d+ U: R; A" Z
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1 b) {4 k3 R v- `, Z- o* ~) \) @8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。3 H& B! L4 d2 @, }* `
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! l8 a& y- M) }& u0 _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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9 C" V0 Q! n; b) h10. 运行分析。
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. l `. x3 S6 Z! j9 g三、检查结果
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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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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。
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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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5. 3秒时的径向位移图解。此时套筒温度降到22℃，装配完成。' Z* i1 O2 J2 y9 |: f
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6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。3 Y7 Z' r. m8 L* D3 [* {1 W) G
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[ 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
