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技術分享 對稱自平衡模型的有限元分析技巧

2019/6/13 16:22:58

【問題描述】:

在機械設備中,經常會遇到使用過盈配合來連接兩個部件。過盈配合通常發生在孔與軸的配合中,并且孔與軸承受了相對平衡的擠壓力,受力零部件的材料強度及變形對產品的性能有一定的影響。在設計階段設計出合格的產品,對于企業來說能節省很大的成本,縮短研發周期。

 

【方案介紹】: 

一個企業設計研發能力的提升,跟設計仿真軟件的應用有著緊密的聯系。SOLIDWORKS Simlation作為一款面向設計工程師的有限元分析軟件,再易用性、與設計軟件的集成性上有著很大的優勢。在處理過盈配合的部件受力分析,SOLIDWORKS Simulation有著非常便捷的解決方法。

 

一、 案例說明

將一外直徑為121.45mm的輪轂零件以冷縮配合的方式套入內直徑為121mm的輪緣內。利用Simulation計算由于冷縮配合所產生的應力情況及變形情況。

材料:輪緣—普通碳鋼;

          輪轂—合金鋼。



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二、 模型簡化

有限元分析的第一步應該優先考慮模型是否可以簡化。使用簡化的模型進行分析,可以一定程度減少分析的時間。處理完整的模型,使用1/4模型進行分析。


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三、 創建算例設置邊界條件及算例屬性

該模型在空間上處于自平衡的一個狀態,除了相互擠壓力之外沒有承受任何其他的外力。創建一個靜應力分析算例,算例屬性中勾選“慣性卸除”,對相接觸的面添加冷縮配合的接觸條件。對對稱的邊界添加對稱夾具。

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四、 劃分網格并運行算例,生成圖解


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五、 結論

從以上的圖解可以看出,該零件最大應力694MPa,已經超過了材料的屈服強度。但是該結果是否可靠還需要我們進行進一步的驗證,因為這有可能是應力奇異造成的不準確的結果。


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