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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。9 z, [" c# ^$ U3 R: e" |
" R! d ]. k% N1 @! i" S7 H r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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6 W, K( _ f+ M7 k; g4 X分析过程
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% u" P$ J" i: H/ X6 Z0 V* a+ L<目录> 一、建模 二、设置算例 三、检查结果
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一、建模
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( u& r5 C+ |1 x3 D0 V1. 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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2. 添加方程式：5 F g# j t8 C! {& B# K5 X U
r=50 /轴的半径
4 k2 f* E& x" p2 d0 }+ i* m t=0.5 /轴和套筒的半径差，过盈量的一半
4 y3 g- \- {: P& q1 { h=t+10 /套筒的厚度- G' U. u( z7 j2 M
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- t% O) @3 i- A8 ?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。% O; ?( t* v" T4 i# W# c3 \
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。% f! e/ K5 `, n; Z
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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。8 T- }# P0 }5 K: u0 ]- T
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y4 i. j6 Q0 P% N3 t: k+ g5. 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。4 |0 B( U3 |' g6 G0 n
; i) B& T0 D: d9 ~$ y8 D2 C
$ s. S6 D* k! }3 r% H6. 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。8 Q: d7 m$ ^$ K! f
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二、设置算例! p5 U0 Y* \7 D- V V7 b
3 C$ F8 M8 V* i: _6 E' ]& o1. 添加新算例，实体网格，非线性。命名为“冷缩套合”。
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2. 添加对称约束。
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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。" {4 K- S3 \0 Y/ ]# G
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& R3 h1 m+ a+ q l% \) p3 T4. 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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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：
( t/ g! p3 b1 O8 S 时间（秒） 套筒的动作 轴的动作
% v7 k) P/ s8 G' F1 J 0～1 加热到900℃ 等待7 }6 }: v! m7 Y- \% M
1～2 900℃保温 进入到装配位置( U5 ~: }1 D. A; P+ B
2～3 降温到室温 等待
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3 `7 M0 H7 q7 ]# Q/ o( T8 f# l2 v2 z, ?+ Q: Z5 [, |5 R: _- Q
6. 给轴定义温度：室温22℃。
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7. 定义轴和套筒的接触条件。可以指定摩擦，此处未选。" Y }9 ^# w2 t& f w9 [; |1 K
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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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' H: h- M# {7 n* h/ g9. 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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0 s# @: W- Q4 X+ p+ ?$ D
. c2 J# | c% `* G9 M& v- ^0 l10. 运行分析。( ?% t$ _! s# C3 u
! S5 w8 b6 N$ i# b+ d1 J' X4 W2 T5 H2 w0 \3 s) q, j, f
三、检查结果; K' z' P6 M; c8 s e b
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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。, G% {8 ^! W* o" r- u
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2. 定义1秒时的径向位移图解。( v6 V* @. p1 b* A9 n1 G! E6 S
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7 T$ q! \) ]* P# P* R- X( s
9 |9 N" T1 |# T' m9 {1 u3. 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。7 {. ?9 r' z3 D& w
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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。/ W, J& v% ], a: m9 J) h8 v. P
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6. 3秒时的等效应力分布和径向应力分布。1 M+ |1 G% {5 ]' z' _0 n& r+ r
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* a! I4 X- k% M0 b[ 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
