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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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$ C0 j c2 m) X g! ?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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0 R) p. t9 H& l# [2 S: H/ P4 ?分析过程
4 b. z. T8 W- l+ O3 ] Y7 a! U6 L+ Q! d+ k1 ^' e- H8 _% X1 J
<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果8 x* |5 y/ w' @6 s( k( }
8 ^$ L3 L9 D( P. \* s
一、建模
2 ^3 O/ f5 ^' a; w2 q5 M! I! {, _$ l; ?) k- a: `" r
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”。. e% t/ Z7 t" _. W7 [/ A1 t
$ r" _6 P- I7 s+ V! R6 i% v! U' d9 U- J5 @% }' _8 f. N- T) R
2. 添加方程式：
' J4 c7 ~$ Z% h r=50 /轴的半径
0 U, S+ `- r7 H9 R t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半& K6 y, S* z0 J9 |0 H
h=t+10 /套筒的厚度; }5 @2 w. U2 [4 p: H
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。
D! b4 C' F6 b6 J/ j6 S2 L3 ~1 }; y. D9 p p; e$ S
3. 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。
! ~/ T" U$ g+ m8 ]( N+ [1 W* {# 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。
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( I2 S; h2 _9 w( ^
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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3 c) i8 K3 J* s! A7 H8 a, S
3 g8 I% B; U6 V; C1 x5. 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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: V2 }6 Q2 d4 o" g
: j1 c7 b$ R U0 H8 B6. 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 ?! t4 e7 g1 K+ b8 N0 j6 a
+ F% z! M* T6 v/ l/ l$ j
- Q0 ]; z+ D% O# D7. 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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6 g3 P5 |6 B* M6 t- S" n! {9 f( B) n3 W5 @8 S
二、设置算例
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. \" W# h0 h! K/ g4 m! U1 B v1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。" X2 b7 k$ S) ~2 R, O( {. r
$ R1 N5 e( X! C; \; h4 h x/ z" |0 R0 L w% |( R4 }
2. 添加对称约束。+ C" a* x0 G: o0 K$ s
: b/ v, V7 ~: x6 \, c
& D5 F: i. L1 @* \$ }4 n3. 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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; v5 W6 K* z8 C9 j# w5 M! K
9 c; V T' t9 ^3 @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。
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2 k! l+ _# M3 `, N# o. Y5 V
7 J( g9 j6 `. w5 h. z( l
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：
' T2 S' `; w7 E4 D0 [ 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
V& H0 Y- _1 z. n0 y# y 0～1 加热到900℃ 等待- x/ a# ~( t; A) ~4 I
1～2 900℃保温 进入到装配位置' b# t! M0 A& a$ ~
2～3 降温到室温 等待" t# g4 z) @( o% M
* F' R3 U# z# J
9 Q2 r: P i8 Y+ N( h6. 给轴定义温度：室温22℃。6 d& j! i. W* u5 u0 O+ t8 n2 f3 B& x+ L
8 m; K0 I" `: j) W% k# L# ~
: w7 l/ S) n: S2 S
7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。
N, T$ J/ B6 j$ V$ h {, l+ ?
! Q N+ e/ M/ J) v8 c; p
4 ^8 P- r+ U$ a" A8 P8. 配置非线性分析的属性，把结束时间调整到3秒。6 d5 c, V; O+ H H% \* j7 Z
0 |3 ~: h/ ]2 M$ v1 x, u9 h. y2 Y$ n: V- w. g% w
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。0 N8 Y% B4 P' N& l. G
- W6 i5 G7 ]% {+ m$ _
# X* g9 \ l* i
10. 运行分析。5 {' y( u; T, R6 W0 F: V8 A) v
) M# K* {! }% r, a, _& ~) b& X2 E$ c% n% @% R) I
三、检查结果' N2 y2 y+ O2 S3 X6 s
3 {+ _6 n$ {1 }3 Q; l. r1. 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。: { l0 Q9 p/ _) B1 l; c( T1 @) [
5 J, G( n p7 }
7 P$ r1 t5 a+ m- u
2. 定义1秒时的径向位移图解。1 } {; {( B5 ~, h6 Q; {
$ R1 ~' f& H1 ?0 E8 K
- E" p- ?0 }1 \% U/ z
5 k8 w, v6 z, }6 @ i1 |+ S
4 @& Q! D) Y! B3. 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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# m9 N/ O3 R$ E" _) z$ X
6 J& D6 S; v u | u7 i/ }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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3 u& {6 F2 f% c7 p9 l' b: ?% \. m
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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。3 }1 i7 o5 T+ P. r7 H3 z
1 ?6 M1 z7 ^7 g6 [0 ~$ \
8 [- t/ E: v7 O2 `* ^8 z) I+ r6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。
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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
