Ansys WB轴孔过盈配合仿真分析(转载)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
Ansys WB轴孔过盈配合仿真分析
ANSYS有限元仿真 3月10日319
本期通过一个简单实例来介绍怎么通过ANSYS Workbench有限元分析工具来模拟过盈配合。
问题描述:一个圆环与空心轴过盈连接,过盈量2mm(半径方向)。
求圆环与轴的最大变形,和最大等效应力。
1分析模型模型通过WB DM(DesignModeler)绘制。
如下图所示。
从外到内,直径依次是100、70、45mm。
拉伸厚度为18、10mm。
材料钢。
注意建模时:圆环的内径等于空心轴的外径。
2分析流程图添
加了几何模型和静力学两个模块。
3接触静力分析模块Static Structural会自动将所有低于某一特定值的间隙识别为绑定接触(bonded),这需要自己手动修改接触类型为摩擦接触(Frictional);Contact和target分别为空心轴的外表面和圆环的内表面;
然后添加摩擦系数这里设为0.2。
然后输入过盈量offset 2mm。
(过盈输入正值,间隙输入负值) 接触设置如下图所示。
4网格这个几何模型外形很规范可以将模型网格划分得规则一些,以便提高计算准确性。
方法:对这两零件使用扫描方式划分,发现效果并不满意,然后再次划分选择两零件的边线进行等分80份。
设置如下图。
划分效果如下:
注:由于该模型单元数量少,并不会给计算机造成多大的负担,而且节点排列规则有助于提供精度。
所以这里使用六面体网格单元是合理的。
5边界条件将空心轴内表面固定约束。
6求解结果总变形云图如下
等效应力云图如下
通过隐藏零部件很容易查看到单个零件的力和变形。
结论如下:
空心轴最大变形为0.236mm 最大应力为5836MPa。
圆环最大变形1.885mm,最大应力11478MPa。
其中圆环变形加上空心轴变形之和为2.121mm与2mm 很接近。
复合变形协调条件,仿真结果可信。
另外还计算了两种情况:①过盈量3mm,验证了圆环和轴的变形都变大并且两者之和接近3mm。
②将offset设置为-2仿真间隙配合情况,结果是变形应力均为零,符合理论情况。
这里不给其详细过程了,请有兴趣的读者自己验证。