本期通過乙個簡單例項來介紹怎麼通過ansys workbench有限元分析工具來模擬過盈配合。
問題描述:乙個圓環與空心軸過盈連線,過盈量2公釐(半徑方向)求圓環與軸的最大變形,和最大等效應力。
幾何模型:
模型通過wb dm(designmodeler)繪製。如下圖所示。從外到內,直徑依次是100,70,45mm。拉伸厚度為18,10mm。材料鋼。注意建模時:圓環的內徑等於空心軸的外徑。
幾何模型
分析流程圖
分析流程圖
接觸:
靜力分析模組static structural會自動將所有低於某一特定值的間隙識別為繫結接觸(bonded),這需要自己手動修改接觸型別為摩擦接觸(frictional);接觸和目標分別為空心軸的外表面和圓環的內表面;然後新增摩擦係數這裡設為0.2。然後輸入過盈量偏移2mm。(過盈輸入正值,間隙輸入負值)接觸設定如下圖所示。
接觸設定
網格:
這個幾何模型外形很規範可以將模型網格劃分得規則一些
,以便提高計算準確性方法:對這兩零件使用掃瞄方式劃分,發現效果並不滿意,然後再次劃分選擇兩零件的邊線進行等分80份,設定如下圖。
網格劃分
劃分效果如下:
注:由於該模型單元數量少,並不會給計算機造成多大的負擔,而且節點排列規則有助於提供精度所以這裡使用六面體網格單元是合理的。
邊界條件
:將空心軸內表面固定約束。
求解結果:
總變形雲圖
等效應力雲圖
結論:
空心軸最大變形為0.236mm最大應力為5836mpa。圓環最大變形1.885mm,最大應力11478mpa。其中圓環變形加上空心軸變形之和為2.121mm與2mm很接近。復合變形協調條件,**結果可信。
另外計算了兩種情況:①過盈量3公釐,驗證了圓環和軸的變形都變大並且兩者之和接近3mm.②將偏移設定為-2**間隙配合情況,結果是變形應力均為零,符合理論情況。這裡不給其詳細過程了,請有興趣的讀者自己驗證。
ANSYS Workbench 技巧特點
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Ansys workbench 17 2 學習筆記
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