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技术分享 对称自平衡模型的有限元分析技巧

2019/6/13 16:22:58

【问题描述】:

在机械设备中,经常会遇到使用过盈配合来连接两个部件。过盈配合通常发生在孔与轴的配合中,并且孔与轴承受了相对平衡的挤压力,受力零部件的材料强度及变形对产品的性能有一定的影响。在设计阶段设计出合格的产品,对于企业来说能节省很大的成本,缩短研发周期。

 

【方案介绍】: 

一个企业设计研发能力的提升,跟设计仿真软件的应用有着紧密的联系。SOLIDWORKS Simlation作为一款面向设计工程师的有限元分析软件,再易用性、与设计软件的集成性上有着很大的优势。在处理过盈配合的部件受力分析,SOLIDWORKS Simulation有着非常便捷的解决方法。

 

一、 案例说明

将一外直径为121.45mm的轮毂零件以冷缩配合的方式套入内直径为121mm的轮缘内。利用Simulation计算由于冷缩配合所产生的应力情况及变形情况。

材料:轮缘—普通碳钢;

          轮毂—合金钢。



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二、 模型简化

有限元分析的第一步应该优先考虑模型是否可以简化。使用简化的模型进行分析,可以一定程度减少分析的时间。处理完整的模型,使用1/4模型进行分析。


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三、 创建算例设置边界条件及算例属性

该模型在空间上处于自平衡的一个状态,除了相互挤压力之外没有承受任何其他的外力。创建一个静应力分析算例,算例属性中勾选“惯性卸除”,对相接触的面添加冷缩配合的接触条件。对对称的边界添加对称夹具。

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四、 划分网格并运行算例,生成图解


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五、 结论

从以上的图解可以看出,该零件最大应力694MPa,已经超过了材料的屈服强度。但是该结果是否可靠还需要我们进行进一步的验证,因为这有可能是应力奇异造成的不准确的结果。


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