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SW-Simulation教程 第四章 冷縮配合,長沙凱士達信息技術(shù)開發(fā)有限公司 CAE工程師:謝莉,學(xué)習(xí)內(nèi)容,對稱約束的運用 分析冷縮配合裝配體 使用eDrawing格式給出分析結(jié)果 在“什么錯”的幫助下查找問題 使用解算器選項消除剛體模式,知識點,對稱約束 利用對稱約束可簡化模型，減少分析和求解時間 對稱要求幾何體、約束、載荷及材料屬性是對稱的。,知識點,對稱約束 對稱和鏡面映象是相同的。然而對于邊界面是用作鏡子來想象的，這樣所映照出的圖像會成為什么樣子是很容易弄明白的?，F(xiàn)在對有關(guān)對稱于y-z面的情況來作說明。,知識點,X方向的位移約束,X方向的位移約束,Y方向的旋轉(zhuǎn)約束,Z方向的旋轉(zhuǎn)約束,對稱約束,知識點,實體網(wǎng)格,對稱約束,知識點,對稱約束 對于殼模型，對稱要求應(yīng)防止與對稱基準面重合的面沿法向移動和相對于其它兩個正交方向旋轉(zhuǎn)。 注意:不能直接使用對稱約束，因為對稱約束只能作用于面，需手工添加。,知識點,接觸應(yīng)力 兩個接觸物體相互擠壓時在接觸區(qū)及其附近產(chǎn)生的應(yīng)力。 機輪、滾動軸承、齒輪和凸輪等零件，在較高的接觸應(yīng)力的反復(fù)作用下，會在接觸表面的局部區(qū)域產(chǎn)生小塊或小片金屬剝落，形成麻點和凹坑，使零件運轉(zhuǎn)噪聲增大，振動加劇，溫度升高,磨損加快,最后導(dǎo)致零件失效。因此設(shè)計這類零件時，必須考慮接觸強度，包括接觸靜強度和接觸疲勞強度。,案例分析,項目描述 一外徑為2.391的輪子承受一內(nèi)徑為2.382inin的輪轂的壓力 目的：求出von Mises應(yīng)力 Hoop（圓周向）應(yīng)力 接觸應(yīng)力,輪子,輪轂,案例分析,關(guān)鍵步驟 對稱 壓縮特征 使模型穩(wěn)定 定義接觸 圖解顯示結(jié)果,教學(xué)案例,分析流程 選擇模型的1/8部分進行分析 壓縮圓角特征 創(chuàng)建靜態(tài)算例 設(shè)定選項 單位設(shè)定為：（IPS） 材料屬性 Hub:普通碳鋼 Rib：合金鋼 對稱約束 選擇各對稱面,教學(xué)案例,分析流程 消除模型的剛體模式 對稱約束的施加后，模型仍可沿軸向運動，因此它還具有軸向的剛體運動。為限制模型剛體運動，需添加約束。 使用參考幾何體 參考基準面 參考軸 模型面 模型邊線,教學(xué)案例,分析流程 冷縮配合接觸 在沒有外力施加到模型的情況下，冷縮配合也將在零件中產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。這些零件在起初都具有干涉。 劃分網(wǎng)格 運行分析,教學(xué)案例,分析流程 圖解顯示von Mise應(yīng)力,教學(xué)案例,分析流程 在局部坐標系中圖解顯示結(jié)果 SX徑向的應(yīng)力分量 SY周向的應(yīng)力分量 SZ軸向的應(yīng)力分量,教學(xué)案例,分析流程 SY_圓周應(yīng)力,教學(xué)案例,分析流程 SX接觸應(yīng)力,教學(xué)案例,分析流程 CP接觸應(yīng)力,教學(xué)案例,保存圖解 結(jié)果保存所以圖解為eDrawing、JPEG文件,教學(xué)案例 帶軟彈簧分析,軟彈簧 本例中冷縮配合接觸條件的所有載荷都是平衡的。然而在有限元分析時，一個小的精度問題，數(shù)值錯誤或網(wǎng)格布對稱都會使模型在軸向產(chǎn)生不可控的剛體運動，在這種情況下課通過軟彈簧選項來穩(wěn)定模型。,教學(xué)案例 帶軟彈簧分析,分析流程 創(chuàng)建新算例 壓縮軸向約束 選擇軟彈簧選項來穩(wěn)定模型 “屬性”“使用軟彈簧使模型穩(wěn)定”，同時選擇“Direct sparse”解算器 運行分析,學(xué)員也可嘗試“慣性卸除”選項來分析 慣性卸除通過添加人造平衡來消除沿著無約束方向的載荷 重力、離心力或某些熱力載荷已定義時，該選項不應(yīng)當用穩(wěn)定分析的目的。,注意：只有當模型是自平衡的，或外部載荷的凈值很小時，軟彈簧和慣性卸除方有效。,總結(jié),關(guān)鍵步驟 對稱：判斷模型是否對稱 壓縮特征：壓縮對分析沒有影響的特征 使模型穩(wěn)定：消除剛體運動 定義接觸：冷縮配合 圖解顯示結(jié)果；圓周坐標系,課后練習(xí)（鏈扣）,項目描述 求解鏈條中力與伸長量之間的關(guān)系 關(guān)鍵技術(shù) 對稱 剛體模式 軟彈簧,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 打開文件“Roller Chain” 切換至配置“Link-full-soft springs” 應(yīng)用材料：AISI 304,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 添加接觸（24個面） 在每個相同的鏈扣組件間的接觸為【結(jié)合】 （8） 在內(nèi)部鏈和外部鏈之間的接觸為【無穿透】 （16）,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 添加接觸 全局接觸：結(jié)合 查找相觸面組：無穿透 刪除8組接觸面,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 施加載荷 4個面，添加200N載荷 邊界條件 理論上來說，這是個自平衡系統(tǒng)，不需要約束。在此使用軟彈簧使模型穩(wěn)定，Direct sparse 劃分網(wǎng)格 運行分析,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 顯示位移圖解 模型在拉伸的同時還存在旋轉(zhuǎn) 旋轉(zhuǎn)的原因： 網(wǎng)格并不完全對稱 模型在空間上沒有固定,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 顯示應(yīng)力圖解,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 （算例2）采用軸向?qū)ΨQ的約束求解該問題 復(fù)制算例 修改載荷 編輯載荷，使作用力只加載到一個方向 添加夾具 對移除力的面加載一個【滾柱/滑竿】的夾具，約束模型在X方向的位移 劃分網(wǎng)格 運行分析,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 （算例2）采用軸向?qū)ΨQ的約束求解該問題 圖解顯示位移 因為現(xiàn)在只有一個方向的位移，故位移的大小為上一算例的兩倍。且這次不存在旋轉(zhuǎn)位移。,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 （算例2）采用軸向?qū)ΨQ的約束求解該問題 圖解顯示應(yīng)力 要獲得精確應(yīng)力的結(jié)果，需細化網(wǎng)格，提高應(yīng)力質(zhì)量,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 （算例3）細化網(wǎng)格 復(fù)制網(wǎng)格 細化網(wǎng)格 高品質(zhì)，網(wǎng)格單元1mm 查看網(wǎng)格 網(wǎng)格節(jié)點超過90000，求解時間過長。,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 （算例4）使用對稱約束 對稱性分析,課后練習(xí)（鏈扣）,操作步驟 切換配