过盈配合的有限元分析
基于有限元法的过盈配合接触特性分析
（ 打滑 ） 关 于连接 件强 度 的研究 ， ． 魏延 刚利 用有 限元
法 得 出 了 轴 和 轮 毂 均 为 弹 性 时 过 盈 配 合 的应 力 边 缘 效 应 ＿ ， ａ ｒ 和 Ｏｒａ 】 Ｇ ｍｅｌ ］ ｃｎ在 假 设 轴 为 弹 性 轮 毂 为 弹 塑 性 的 基 础 上 建 立 理 论 计 算 模 型 ＿ ； 于 轴 孔 过 盈 ２关 ］
ｆ ｇｚ 一 ０
图 ２ 轮 齿 受 力 分 析
义 接触 关 系．
（） ２
Ｐ ＋ Ｐ 一 ０
ｌ
齿 轮 的齿 面 为 渐 开线 形 成 的 曲 面 ， 状 较 为复 形
过 盈配 合 由于结构 简单 ， 载能 力大 ， 有好 的 承 具 对 中性 ， 特别 是在 经 常 出现 冲击 载 荷 的情 况下 能 可
靠 地 工 作 ， 而 在 风 力 发 电 齿 轮 箱 中 得 到 广 泛 的 应 因 用 ． 于 风 力 发 电 机 组 安 装 在 高 山 、 野 、 滩 、 岛 由 荒 海 海
强 阵 风 的 冲 击 ， 过 盈 连 接 的 可 靠 性 提 出 了 更 高 对
要 求．
轴 孔 间利用 过盈 配合形 成压 力产 生 的摩 擦力 来
传递扭 矩 ． 轴孔过 盈 连 接 的失 效包 括 连 接 件 强度 不
够 引 起 的 塑 性 变 形 或 断 裂 和 接 触 面 发 生 相 对 滑 动
利 用有 限元 法 ， 面 面接 触 离散 为 多个 单 元 的 将 接 触 问题． 而单元 的接 触状 态 取 决 于 节 点或 者 高斯 积 分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 的接 触状 态． 接触 面上 任 意 点建 立 坐 标 系 在 如 图 １ 示 ，＂ 所 ５和 轴在 接触 面的切 平面 内 ， ｇ 轴为接 触 面 的法 向． 轴孔 过盈 配合 中对应 可 得 ， 为轴 向 ， Ｙ
挤压机挤压筒过盈配合接触问题的有限元分析
挤压机挤压筒过盈配合接触问题的有限元分析作者：李永亮，高素荷来源：《科技创新与生产力》 2015年第7期李永亮，高素荷（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原 030024）收稿日期：２０15－02－09；修回日期：２０15－05－09作者简介：李永亮（1982-），男，山西代县人，工程师，主要从事机械产品CAE仿真、分析及优化设计研究，E-mail：jszxcaelyl@。
在工程实际中，常遇到工作需要求解过盈配合接触问题而有限元分析软件却不具有接触分析功能的情况，使结构分析工作者和设计人员感到束手无策，无法求解，陷入尴尬境地。
文章旨在通过对求解大型挤压机扁孔挤压筒过盈配合接触问题的工作实践对这一问题进行研究和探索，介绍一种应用力法原理求解过盈配合接触问题的方法。
挤压筒是挤压机设备中的重要部件之一，是主要受力部件。
它的工作原理是在挤压机工作时，挤压筒因挤压杆压缩筒内的工作液体而产生高压，使坯料经模子挤压成型。
在大型挤压机设备设计时，一般采用过盈配合的预应力组合筒，以减小应力峰值，提高筒体承受内压的能力。
对于一般的圆孔挤压筒，在进行其力学特性分析时可以简化为厚壁筒，应用弹性理论直接求解。
而对于图1所示的扁孔挤压筒，由于其过盈配合面上的接触压力在不同的弧段，值也不同，因而很难用手工算法求解。
为了更好地掌握扁孔挤压筒的应力应变规律，根据力法原理，应用CAD/CAE/CAM集成软件UG中的GFEM PLUS模块，对这种采用过盈配合的预应力扁孔组合筒进行了有限元分析研究，并应用MSC.MARC程序对计算结果进行了校核验证。
1 力学模型的建立此次计算的挤压机挤压筒为过盈配合的预应力组合筒，内筒与外筒结构见图1。
由于挤压筒属于厚壁筒，其约束和工作载荷也是对称分布，故可取1/4结构按平面应变问题求解。
在建立力学模型时，选取UG软件中QUAD/4单元为基本单元，约束其平面法向位移和平面对称轴线上切向位移，将工作载荷均匀作用在内筒内壁上。
不同过盈量对零件装配影响的有限元分析
第39卷 第1期 2017-01 【67】收稿日期：2016-09-23作者简介：许军富（1972 -），男，河南人，高级工程师，硕士，主要从事钻修井项目管理以及钻井管理以及钻井自动化 研究。
不同过盈量对零件装配影响的有限元分析Finite element analysis on affect of differentinterference to component assemble许军富XU Jun-fu（中石化胜利石油工程沙特钻井项目管理部，东营 257000）摘 要：装配是机械产品生产过程中一个必不可少的环节，过盈装配时由于存在过盈量而产生的应力对装配好的机构性能有比较大的影响，严重时可能会造成机构的破坏。
为此，应用有限元软件ABAQUS对不同过盈量的装配进行有限元分析，研究不同过盈量对装配的影响，预先掌握装配过程中的薄弱环节，提高产品装配质量，基于此，本文应用有限元技术计算分析提出了较为合理的结构形式。
关键词：零件；过盈量；装配；有限元中图分类号：TH13.46 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2017)01-0067-030 引言过盈配合是机械工业中一种常见的零部件组装方式，齿轮、轴承以及火车车轮等与其装配轴之间的配合大多采用过盈配合。
在工作外载荷作用下，能产生足够的摩擦力，以保证配合件之间不发生任何相对滑动，同时接触应力又不过大，装配件能正常工作。
过盈装配时由于存在过盈量而产生的应力对装配好的机构性能有比较大的影响，严重时可能会造成机构的破坏[1,2]。
为避免或者减少上述事故的发生，文应用有限元软件ABAQUS 对不同过盈量的装配进行有限元计算分析，研究了配合面之间的应力及接触压力分布规律；研究了不同过盈量对装配的影响，预先掌握装配过程中的薄弱环节，提高产品装配质量，基于此，本文应用有限元技术计算分析提出了较为合理的结构形式[3～5]。
1 过盈装配分析有限元模型的建立考虑模型的特点，及节省计算时间，分析时采取轴对称模型进行分析，分析步类型选择Static ，General （使用ABAQUS/Standard 作为求解器）。
过盈联接有限元分析的接触算法选择
过盈联接有限元分析的接触算法选择由博【摘要】接触算法对有限元分析结果及其计算时间有很大影响,因此,对于采用有限元方法预测压装曲线而言,选择一个合适的接触算法是至关重要的.本文首先建立了过盈联接的三维有限元模型,然后分别用罚刚度法、增强拉格朗日法及普通拉格朗日法对过盈联接进行有限元分析,最后通过控制法向刚度系数(FKN)、切向刚度系数(FKT)、渗透量(FTOLN),分别评价上述三种方法的计算精度和收敛性.分析结果表明在相关参数控制得当的情况下,三种方法都可以得到精确的结果,但是它们的计算时间有很大区别,其中计算时间最短的是增强拉格朗日算法.%Contact algorithm has significant influence on the analytic results and calculation time of Finite Element (FE) analysis. It is important to choose an appropriate contact algorithm to predict the press-fit curve with FE method. In this work, a three-dimensional (3D) FE model of a press-fit assembly was set up firstly. Then, it was analyzed by using three different contact algorithms, namely Pure Penalty, Augmented Lagrangian and Normal Lagrange. Finally, the accuracy and the convergence of their calculation results were evaluated with the governing contact algorithms options, including Normal stiffness factor (FKN), Tangent stiffness factor (FKT), Penetration tolerance (FTOLN). The results indicated that accurate results could be obtained through setting the governing parameters properly in all of three contact algorithms, but their calculation efficiencies were quite different. Obviously, the calculation time of Augmented Lagrangian was the shortest.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】4页(P156-159)【关键词】压装曲线;接触算法;有限元分析;过盈联接【作者】由博【作者单位】吉林化工学院航空工程学院,吉林132021【正文语种】中文【中图分类】TH131.70 引言过盈联接结构简单、定心性好、联接强度高，因此在工业生产中得到广泛应用。
基于Abaqus的过盈装配有限元分析
基于Abaqus的过盈装配有限元分析作者：刘长虹陈亮林妹妹翟红章来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题，利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料，采用八节点三维实体单元划分网格；将套筒定义为不变形的刚体结构，采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析，说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.关键词：过盈装配工艺；有限元分析； Abaqus中图分类号： TH123； TB115.1文献标志码： B引言在工程实际生产问题中，过盈装配是常用的一种装配工艺，也是工程技术人员关注的问题之一.在某企业电子产品的生产过程中，通常采用过盈装配技术将螺钉套管安装到电子产品封装盒固定孔里，但在生产过程中时常出现装配孔开裂现象.因此，了解螺钉孔在安装过程中的应力分布情况是合理设计该产品过盈装配工艺的重要问题.本文采用Abaqus/Explicit建立一个固定孔与螺钉套筒的显式积分有限元模型，模拟该产品过盈装配工艺的过程.1结构过盈装配的有限元模型根据某电子产品封装盒的螺钉孔结构，考虑到螺钉套孔为金属材料，其刚度远大于制成封装盒所采用的工程塑料材料，可忽略其装配时的变形.套筒直径比固定孔直径大，超过固定孔直径0.2 mm，定义套筒为Abaqus/Explicit中的离散刚体，采用离散刚体中四节点壳单元R3D4；装配孔结构定义为可变形结构，采用八节点六面体三维实体单元C3D8R.材料的弹性模量为3 GPa，泊松比为0.4，质量密度为1 500 kg/m3.为获得质量较高的有限元网格[13]，本文首先采用建立多个形状简单的“Part”；然后通过“Assembly”组合成装配孔结构的形状；再用命令“Merge/Cut Instances→Geometry Intersecting Boundaries→Retain”将各个简单结构连接成一个整体；最后采用“Tools→Patition→Create Partition”命令，将结构切割成一个可以划分较高质量网格的装配孔有限元模型，见图1.八节点三维块体单元C3D8R数量为2 862个，四节点离散刚体壳单元R3D4数量为1 087个，整个结构共有5 046个节点.图 1套孔过盈装配的有限元模型在模拟装配过程中，将加载曲线定义为“Amplitude→Tabular”，采用位移控制方式加载方式.2过盈装配的有限元结果验证对建立的过盈装配有限元模型进行求解，得到在装配过程有限元分析中的von Mises等效应力分布云图（见图2）、装配孔边缘路径的等效应力曲线（见图3）和装配孔边缘路径的压力曲线（见图4）.从有限元计算结果可知，在过盈装配过程中，电子封装盒螺钉孔周围的应力分布不均：在孔边缘靠近固定的根部区域应力最大，在远离根部的孔边缘等效应力也比较大.由图3和4可知，压力值在靠近边缘和根部区域最大.注意到在该项工程中，封装盒螺钉孔最外侧部位被设计成结构注塑成型的熔接线位置，而熔接线处是该工程塑料结构成型后最容易出现空洞和缺陷的部位，显然，从有限元分析结果可知，此为结构过盈装配易产生裂纹的部位.[4]图 2套孔过盈装配结构的等效应力云图图 3孔边缘路径的等效应力曲线图 4孔边缘路径的压力曲线根据该产品的实际装配工艺情况，可以验证上述情况确实是在过盈装配出现裂纹等问题的部位，由此证明有限元模型和计算结果的合理性.3分析和讨论在上述过盈装配模型的基础上，考虑偏心装配情况.将模拟螺钉套的离散刚体结构偏离圆孔中线，假设装配过程时，套管与孔对中的偏离误差量为套孔过盈量的10%，然后模拟装配过程.计算结果表明：当装配过程中套筒与固定孔对中出现误差，且偏差偏向于固定孔的外侧方向时，将会使装配孔根部的应力降低.这是由于在存在较小的偏心量情况下，偏心会导致在孔结构上产生附加拉应力，抵消在过盈装配过程中由于根部刚性大而产生的装配压应力情况.此外，如果将上述装配孔模型中的三维实体单元C3D8R改用四节点壳单元S4R建立模型，则可以很方便地进行网格划分，获得较高质量的网格，同时也可方便地模拟装配孔结构的加强筋.由于模拟套、空过盈装配过程时，可能会因壳单元形状畸变，导致计算失败，因此，在使用壳单元建立模型时，应使装配的过渡区域尽可能光滑过渡，避免壳单元发生畸变.4结束语Abaqus/Explicit模块可以有效地模拟电子封装盒螺钉孔的过盈装配过程.通过有限元分析可知，采用三维实体单元建立电子封装盒装配固定孔有限元模型是很有效的方法之一，但所建模型还需采用一些必要的辅助手段才能划分出较高质量的网格.此外，当装配孔的几何形状复杂会导致建立几何模型、划分网格的工作量大幅增加，随着模型单元数的增加，计算量和计算时间也将显著增加.如果采用壳体单元建立有限元模型，尽管划分网格容易，但必须根据装配过程的特点去掉接触部位的尖角和几何不连续处，以避免由于单元畸变导致无法计算的问题.可知，采用壳体单元建模，需要更多的技巧和有限元方面的理论知识.根据计算结果可知，由于在装配孔最外侧的应力较大，如果该部位存有缺陷，那么过盈装配时该部位必将产生裂纹.因此，建议在电子封装盒注塑成型时，避免将熔接线位置设计布置在应力较大的部位.参考文献：[1]庄茁，张帆，岑松，等. Abaqus非线性有限元分析与实例[M]. 北京：科学出版社，2005： 207237.[2]石亦平，周玉蓉. Abaqus有限元分析实例详解[M]. 北京：机械工业出版社， 2006：963.[3]赵腾伦，姚新军. Abaqus 6.6在机械工程中的应用[M]. 北京：中国水利水电出版社，2007： 198430.[4]刘鸿文. 材料力学（I）[M]. 5版. 北京：高等教育出版社， 2015： 210252.（编辑陈锋杰）。
基于有限元法的过盈配合接触特性分析
参考文献(5条)
1.魏延刚 轴毂过盈联接的应力分析和接触边缘效应[期刊论文]-机械设计 2004(1)
４ 结束语 （１）沿过盈配合的长度方向，接触压力和摩擦
应力分布呈端部大，中间小的趋势．接触压力的大小 主要与过盈量有关，工作载荷对其影响很小；工作载 荷对摩擦应力影响较大；
（２）随着过盈量的增大，过盈配合两端的接触 压力增长较快，所以需要在孔两端倒角，以避免其首 先达到屈服；
（３）摩擦应力随Ｔ作载荷的变化呈线性变化． 因此最小过盈量的设计应随工作载荷的线性增加而 线性增大；
图3网格模型为得到过盈?工作载荷和摩擦系数对过盈接触状态的影响针对4种过盈?3个工况及3种摩擦系数分别进?了有限元计算取单元解进?分析grouptechnologyproductionmodernizationv0126no42009?5?万方数据得到接触压?和摩擦应?的分布规?3计算结果分析31过盈?对接触的影响图4中曲线为接触压?沿轴向的分布情况过盈配合两端的接触压?较大中间的较小
过盈配合由于结构简单，承载能力大，具有好的 对中性，特别是在经常出现冲击载荷的情况下能呵 靠地工作，因而在风力发电齿轮箱中得到广泛的应 用．由于风力发电机组安装在高山、荒野、海滩、海岛 等风口处，受无规律的变向变负荷的风力作用以及 强阵风的冲击，对过盈连接的可靠性提出了更高 要求．
轴孔间利用过盈配合形成压力产生的摩擦力来 传递扭矩．轴孑Ｌ过盈连接的失效包括连接件强度不 够引起的塑性变形或断裂和接触面发生相对滑动 （打滑）．关于连接件强度的研究，魏延刚利用有限元 法得出了轴和轮毂均为弹性时过盈配合的应力边缘 效应［１］，Ｇａｍｅｒｌ和Ｏｒｃａｎ在假设轴为弹性轮毂为弹 塑性的基础上建立理论计算模型∽］；关于轴孔过盈 配合滑动的研究，廖爱华、张洪武利用有限元参数二 次规划法得出了接触压力的分布规律∞］．但轴孑Ｌ过 盈配合是有摩擦的接触问题，接触面能否产生滑动
过盈配合的有限元分析
过盈配合的有限元分析工程力学系张晨朝20803001过盈配合的有限元分析摘要: 在工程应用中,利用接触有限元法建立了内轴与外套过盈配合的有限元力学模型来判断结构设计是否符合要求。
针对内轴和外套的过盈配合状态，采用大型通用有限元ANSYS 软件对组合模具进行了有限元分析, 得出了内轴与外套在过盈配合状态下的应力分布规律及接触面压力分布状况, 找到了应力集中位置和大小。
结论表明结构配合尺寸设计没有使结构产生变形, 该结构完全符合产品的设计要求。
关键词: 过盈配合; ANSYSAbstract: In the project application, in order to judge whether the structural design meets the requirement, the finite element and mechanical model of the interference joint between inside lining and outside wrap is established by used contact -finite- element methods. Aimed at condition of the interference joint between inside lining and outside wrap, we carry on the finite element analysis based on ANSYS and attain the stress distribution in interference joint; the pressure distribution in contact face and the location and the size of stress concentration. It is concluded that the structure interference joint size of combined die do not make the mold have distortion and the combined die completely meets the product design requirement.Key words: interference joint; ANSYS1 引言过盈配合[1]是机械工业中一种常见的零部件组装方式,齿轮、轴承以及火车车轮等与其装配轴之间的配合大多采用过盈配合。
基于ANSYS组合模具过盈配合有限元分析
利用时间历程后处理器分析１００端面处某一节点的 约束反力随时间变化曲线。如图８所示。
３结语 通过采用ＡＮＳＹＳ有限元软件的分析，该组合模具的
过盈配合过程中产生的最大应力为１２４０ＭＰａ，没有超出 材料的许用应力（１６００ＭＰａ），表明设计没有使产品产生
基于ＡＮＳＹＳ组合模具过盈配合有限元分析
郝兆朋，张永军，范依航 （哈尔滨理工大学机械动力工程学院，哈尔滨１５００８０）
摘要：在细长杆冷成形自动锻压机新产品的研制过程中，为判断其组合模具结构设计是否符合要求，文中用接触有限 元法建立了内衬与外套过盈配合的有限元力学模型。针对内衬和外套的过盈配合状态。采用大型通用有限元ＡＮＳＹＳ软
比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比
较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结 构与强度方面相对较难实现和保证，故采用级进模加工。 ２模具设计计算 ２．，排样、计算条料宽度及确定步距
采用单排方案，如图２所示。
查表确定搭边值，根据零件形状两零件间按矩形取 搭边值ｂ＝２．Ｏｍｍ，侧边取搭边值ａ＝２．Ｏｍｍ。
万方数据
机械工程师２００８年第５期《２７
专题报道 譬墨蚕蕊圈瞄冒誓墨赣县加工菝７Ｉｔ与设备■●—●—■—●————■———●—■—■—■—————■—■—■■—●——■——————一
垫圈连续冲栽模具的设计
李文 （韶关机电技校，广东韶关５１２０００）
“
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。
”。
ｊ秀一
摘要：分析了垫圈的工艺特点，介绍了垫圈的排样设计方案，以及模具结构的设计计算、模具主要零件计算、冲床参数
橡胶工业中有限元计算问题过盈配合
橡胶工业中有限元计算问题过盈配合作者：清华大学工程力学系范成业摘要本文分析了过盈配合的有限元计算时用到超弹性本构时可压缩性对计算结果的影响情况，得到在过盈配合中必须考虑这种可压缩性的结论并分析考虑可压缩性的原因。
1、引言过盈配合是橡胶工业中的一种常见的配合方式。
橡胶为超弹性材料，有限元计算中通常假定为不可压或者几乎不可压。
本文首先给出一种不可压橡胶模型过盈配合的理论解，并与ABAQUS计算解进行比较。
进一步本文探讨过盈配合中假定橡胶不可压时遇到的问题，提出处理过盈配合中橡胶计算的方法。
2、可压模型理论解与ABAQUS数值解的比较2.1、理论解理论解模型如图1，内层为钢，中间不可压橡胶，最外层为钢给出橡胶和橡胶之间的过盈量求整个结构的应力应变状态假设平面应变状态。
图1 理论解模型示意图本构方程：对于钢：对于橡胶：2.1材料性质：钢：E=210000v=0.3橡胶：C10=0.461312, C20=0.01752, C30=8.8e-05，其余为0，（三次多项式模型，材料不可压缩）2.2.2几何特性如图2所示，R59.50为内层钢的半径和中间层橡胶的内径，R73.00为中间层橡胶的外径，R71.10为外层钢的内径，R80.00为外层钢的外径。
图2 不可压模型算例几何特征理论解与计算解的比较（理论解由Maple计算得出）表1 理论解与ABAQUS 解的比较半径（mm ） 理论解 ABAQUS 计算解 误差 位移59.5 -9.2984E-02 -9.73152E-2 4.6% 径向应力S1159.5（钢）-660.51 -631.60 -4.38% 59.5（橡胶） -660.51 -631.60 -4.38% 73.0（橡胶） -660.51 -631.60 -4.38% 71.1（钢） -660.51 -664.30 0.57% 80.0（钢） 0 28.15 － 环向应力S2259.5（钢）-660.51 -631.20 -4.44% 59.5（橡胶） -660.51 -631.20 -4.38% 73.0（橡胶） -660.51 -631.40 -4.38% 71.1（钢） 5626.36 5541.00 -1.52% 80.0（钢）4956.854957.000.00%3、可压缩模型橡胶的应变能采用多项式模型时，在静水压力荷载下p 与J 的关系如下：用ABAQUS 对这1-4组系数进行评估：图3 不同系数对应的橡胶静水压力下的应力应变关系将这六种橡胶本构代入第二部分中的算例中进行计算结果如下：图4 第6组系数对应的位移图图5 第1组系数对应的位移图由图4和图5容易看到这两组系数对应的位移差异非常大。
基于有限元软件ABAQUS的过盈接触分析
基于有限元软件ABAQUS的过盈接触分析如下图所示，将轴缓缓压入轴毂中，轴和毂之间在径向有8mm的过盈量，轴毂固定，两者的材料均为钢，弹性模量为2.06E11Pa，泊松比为0.3，摩擦系数为0.2。
分析装配过程中轴和轴毂的应力应变情况。
问题分析（1）本题主要分析装配过程中结构的静态响应，所以分析步选择通用静态分析步。
（2）本题由于为过盈配合，属于大变形，故应考虑几何非线性的影响。
（3）模型具有轴对称性，所以可以采取轴对称模型来进行分析，这样可以节省计算时间。
（4）为了方便收敛，分析步可以分成两步，第一步建立两者间的接触关系，第二步完成过盈装配。
（5）接触面之间有很大的相对滑动，所以模型要使用有限滑移（Finite sliding）。
ABAQUS/CAE分析过程如下：（1）进入Part模块，创建Name为Axis的部件在草图环境中输入（0,0），（0.1,0），（0.1,0.12），（0.13,0.12），（0.13,0.28），（0,0.28），（0,0）同时为轴部件端部切割出一78度角的倒角同样再创造一Name为Hub的部件，设置与Axis一样，在草图环境中输入利用Rectangle工具创建一矩形，两角点为（0.09992,0）和（0.19992，-0.12）（2）进入property模块，定义材料属性并将定义的材料属性赋予给Axis和Hub（3）进入Assembly模块，创建两者间的装配关系（4）进入step模块定义名为Make-Contact和Press-Axis-Down的两个分析步，，将Nlgeom设置为on，详细信息如下：（5）进入Interaction模块首先定义名为Fric02的接触属性然后定义名为Axis-Hub的接触关系（6）返回到Step模块，在“Output”中定义History output（名为：H-Output-2）和DOF Monitor，具体信息如下所示：（7）进入Load模块依次定义名为Hub-Bot（类型为：Dispalcement/Ratation，约束U2和UR3）、Hub-Right（类型为：Dispalcement/Ratation，约束U1）、Axis-Left（类型为：Dispalcement/Ratation，约束U1和UR3）的边界条件，分析步均为Initial 然后再创建名为Axis-Down-5mm的边界条件，分析步为Make-Contact，类型为Dispalcement/Ratation，在U2中输入-0.005；类似的，再新建名为Press-Axis-Down的边界条件，分析步为Press-Axis-Down，在U2中输入-0.12。
基于Abaqus的过盈装配有限元分析
基金项 目： 上 海 市重 点 学 科 建 设 项 目（ Ｂ ５ ０ ３ ） 作 者 简 介 ：刘 长虹 （ １ ９ ５ ８ 一） ， 男， 湖 北 武 汉人 ， 教授 ， 博士 ， 研 究 方 向 为 固体 计 算 力 学 ， （ Ｅ － ｍ ａ ｉ ｌ ） ｌ ｉ ｕ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ｏ ｎ ｇ ８ ７ ０ ＠ｓ ｏ ｈ ｕ ． 【 ｏ ｌ ｎ
ｔ ｈ ｅ ｅ ｃ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃ ｐ ｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍ ｉ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｆｅ ｒ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｓ ｓ ｅ ｍｂ ｌ ｙ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｐｒ ｏ ｂ ｌ ｅ ｍｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ｅ ｌ ｌ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ
生 畸变 ．
知， 采 用壳 体单元 建模 ， 需要 更 多的技 巧和有 限元 方
面的理论 知识 ．
４ 结束语
Ａ ｂ ａ ｑ ｕ ｓ ／ Ｅ ｘ ｐ ｌ ｉ ｃ ｉ ｔ 模 块可 以有 效 地模 拟 电子 封 装 盒 螺钉孑 Ｌ 的过 盈装配 过程 ． 通过 有 限元 分析 可知 ， 采 参 考 文献 ：
１
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●
－
－
一
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Ｌ Ｉ Ｕ Ｃｈ ａ ｎ ｇ ｈ ｏ ｎ ｇ，ＣＨＥＮ Ｌ ｉ ａ ｎ ｇ，Ｌ Ｉ Ｎ Ｍｅ ｉ ｍｅ ｉ ，ＺＨＡＩ Ｈｏ ｎ ｇ ｚ ｈ ａ ｎ ｇ
（ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ａ ｎ ｄ Ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ， Ｍｉ ｎ ｉ ｓ ｔ ｒ ｙ ＂ ｏ ｆ Ｅ ｄ ｕ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ，Ｅ ａ ｓ ｔ Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ
油膜轴承锥套过盈配合的有限元分析
辊颈 锥套
辊颈 锥套
表 1 几何尺寸
长度
小径
825
885
825
885
表 2 材料属性
材料
E/MPa
9Cr2Mo
2.10e5
40CrNiMA
2.06e5
mm 大径 1 015 1 015
泊松比，υ 0.3 0.3
图 2 网格划分
设置接触刚度为 0.1，摩擦系数为 0.2，创建的接触单 元如图 3。
图 1 锥套的加载模型
将接触面约束条件引入势能泛函，可构造出如 下形式的泛函：
Π=U-W+G . 式中：U 为应变能，W 为外力功，G 为接触面约束条 件对应的约束项。于是问题的解相应于上述泛函的 极值条件，本文中采用增广拉格朗日乘子法将接触 面约束条件引入泛函[8-12]。
啄Π=啄U-啄W +啄G=0 . 其中：
乙 啄U= （啄着）T滓dV ， V
根据过盈装配特点，将辊颈视为弹性体，将锥套 视为弹塑性体。其几何与材料属性见表 1、表 2。为了 节省计算时间，根据辊颈与锥套的形状特点，辊颈与 锥套都采用扫略网格划分，最终得到图 2 所示的有 限元分析模型。 3 建立接触单元
启动 Contact Wizard（接触向导），根据操作提示 完成接触单元的创建。对于此三维问题选择单元 CONTA174 来定义表面。根据 ANSYS 关于定义接触 面与目标面的规定，选取锥套上与辊颈接触的表面 为目标面，选取辊颈上与锥套接触的表面为接触面。
曲轴齿轮过盈装配的有限元分析
机电研究及设计制造《机电技术》２００９年第４期其中，％为齿轮的抗拉强度／Ｍｐａ，吒；为曲轴的屈服强度／Ｍｐａ。
将有关参数：Ｐ＝７６ＫＷ，ｎ＝２３００ｒ／ｍｉｎ，ｄｊ＝０ｉｎｌＩｉ，ｄｆ２９５ｍｍ，ｄ，＝１３８．６３６ｍｍ，ｔｆ＝４１．５ｍｍ，ｑｆ＝８５０ＭＰａ，吒＝１２００ＭＰａ，／ｚ＝０．１代入上述公式，计算可得过盈量范围为０．０２２５ｍ～０．２６６咖。
１．２强度校核由上面的计算得‰＝—导＝ｏ．１３２锄略‘苦＋≯然后根据ｐ一来校核联接零件本身的强度。
当零件材料为塑性时，应按第三强度理论检验其承受最大应力的表层是否处于塑性变形范围内，则不出现塑性变形的检验公式为对轴的外表层ｄ一．２ｔ２ｄ学ｑ划４１７锄＞‰对齿轮内表层ｄ２一ｄ，２—兰言—与ｑ＝０．２０３ＧＰａ＞Ｐｕｘ／３ｄ．‘’ｄ÷Ｉ因此，满足强度要求，可以利用此计算结果进行以下有限元计算。
２曲轴齿轮过盈装配的有限元计算晦１２．１模型建立及网格划分在ＰＲＯ／Ｅ软件环境下建立曲轴齿轮过盈装配的三维实体模型。
由于主要考察对象是曲轴齿轮的应力状态，而齿轮的最大应力出现在齿根部位（经过多次试算确定），故在建模时对曲轴齿轮的齿根部分建立其真模型，包括齿根圆角等，而忽略齿轮齿顶圆角。
然后通过格式转换将创建的实体模型导入ＡＮＳＹＳ软件，选用ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＳｏｌｉｄＢｒｉｃｋ８ｎｏｄｅ１８５单元进行网格划分，如图２．１所示。
２．２约束及接触对设置位移边界条件包括：曲轴与曲轴齿轮的刚体位移约束。
载荷边界条件：对安装状态下的曲轴齿轮过盈装配进行研究，只考虑过盈对结构的影响，故不施加其他载荷。
在曲轴齿轮装配接触面上设置接触对，分别使用接触单元ＴＡＲＧＥｌ７０和ＣＯＮＴＡｌ７４来定义目标面和接触面（这两种单元用来定义３一Ｄ接触对），如图２．２所示。
在前面理论计算基础上，根据查阅的相关资料嵋３和经验方法分别设置过盈量为０．１０、０．１２５、０．１５、０．１７、０．２０ｍｍ进行计算。
过盈配合应力的接触非线性有限元分析
过盈配合应力的接触非线性有限元分析过盈配合应力的接触非线性有限元分析摘要基于非线性有限元软件MARC,提出过盈配合应力的动态和静态两种有限元分析方法,并以铁道车辆某高速轮对组装的过盈装配为例进行了有限元仿真计算,比较了两种方法的计算结果,分析了过盈量、摩擦系数、形状误差对装配应力的影响,结果对于确定合理过盈量和改进加工工艺具有参考意义。
关键词过盈配合接触非线性接触应力0 引言在机械工程实际中普遍采用过盈配合来传递扭矩和轴向力,例如轴承配合、轴瓦配合、铁道车辆的轮轴、制动盘等。
它是利用过盈量产生半径方向的接触面压力,并依靠由该面压力产生的摩擦力来传递扭矩和轴向力。
由于过盈配合两个相配合的接触面上不能粘贴应变片,因此难以对其应力状态进行测定,对整个组装过程的应力状态更难以进行跟踪研究,而且这种配合方式往往承受着交变载荷的作用,配合面间可能发生相对滑动,这一滑动是随着应力变化而变化的,因而配合面边缘的接触状态和应力状态也随着应力的交变而变化,表现出复杂的状态,因此一般只能凭经验确定采用的过盈量。
从力学角度看,这类问题属于接触非线性问题,传统的弹性接触解法已难以处理,可采用光弹性模拟实验进行研究,但只能反映应力分布趋势。
近年来,随着非线性理论的不断完善和计算机技术的飞速发展,利用非线性有限元法来分析这类问题已日趋成熟。
铁道车辆随着向高速、重载不断发展,对轮轴的安全性要求也越来越高。
研究表明,轮轴配合部位的应力状态对车轴的疲劳强度具有重要的影响,因此对轮对配合部位的宏观接触应力状态进行研究将有助于指导轮对制造标准的制定、高速重载轮对的设计和加工工艺的改进,以提高轮对的抗疲劳性能。
本文利用著名非线性有限元软件MARC,针对过盈配合的压力压装法和温差组装法对这类问题提出动态和静态两种仿真计算方法,并以铁道车辆某高速轮对的配合为例进行了计算,对比了两种计算方法的结果,分析了过盈量、摩擦系数、形状误差等因素对装配应力的影响。
销与销孔过盈配合有限元分析
销与销孔过盈配合有限元分析摘要：在工业生产中，销孔配合是非常常见的结构，常用作定位、连接及锁紧。
销孔配合形式直接影响其作用和效果，本文针对销孔过盈装配，采用有限元分析的方法对销孔配合的过盈量与应力、应变间的关系进行研究。
关键词有限元分析销孔过盈配合过盈量应力应变一、销孔配合的发展销是工业生产常用的具有连接、锁紧和定位功能的重要零部件。
销的功能性可靠多样，国内外许多专家学者对销的设计、制造、装配等方面很早就进行了研究。
工程应用中，销孔类零件的接触非线性为设计制造增加了难度，设计单位为保证产品可靠性，只能加大安全系数，这为产品轻量化带来了阻力，增加额外成本。
本文意在为销孔类零件接触非线性问题提供一个整体框架思路，减少设计冗余度。
二、有限元分析的应用近年来计算机和有限元法发展已较为成熟，有限元分析软件能很好地模拟接触分析。
本文通过对不同过盈量下销与销孔过盈装配下的有限元分析，获得过盈状态下销与销孔间的受力情况，为其在生产制造中的设计、制造提供依据。
三、建立有限元模型1.建立有限元模型考虑过盈量对销与销孔的装配影响，仅分析接触区域的过盈状态。
本文采用销与孔套零件的过盈配合实例进行研究，该配合中，销的公称直径为20mm，配合长度为50mm，孔套的外直径为60mm。
2.有限元模型划分网格对于有限元分析来说，网格划分精度直接影响分析精度、时间和可靠性，因此划分网格是有限元分析的重要环节。
考虑到销与销孔配合模型特征及计算机算力等因素，本次采用常规区域网格大小0.05mm，关键接触区域网格大小0.02mm 的规格。
3.设置材料属性完成载荷和约束添加后，对材料进行属性设置，对销与其配合件指定材料。
指定45#为销材料，指定铸钢20CrMoA为配合件材料，其材料属性均按国家标准设定。
4.设置有限元模型边界条件模型中加载的边界条件为全固定约束，其过盈量为0.05-0.25mm，每隔0.05mm进行分析比对。
四、结果分析1.过盈量对过盈装配的影响销尾部添加100MPa载荷，改变过盈量，销孔应力、应变情况如下：过盈量0.05mm时应力分布图4过盈量0.05mm时应变分布图表1 过盈量与最大应力、最大应变关系2.结论利用有限元分析软件，选择不同过盈量对销孔过盈配合作出模拟，从所得仿真数据可以得到以下结论：1）过盈量增加时，配合面处最大应力大小先增后趋于稳定。
ANSYS中正确地模拟过盈配合
在ANSYS中正确地模拟过盈配合过盈配合在机械产品的装配中使用的相当普遍。
比如轴与轴承、轴与轴瓦、汽车的制动盘等，都是通过一定的过盈量来使两个装配部件紧密地连接起来。
下面讨论如何在 ANSYS 中正确地模拟过盈配合。
过盈配合在有限元分析中是一种典型的非线性接触行为。
在有限元分析中设定了接触，从本质上来讲就是对相互接触的两个部件施加了某种约束，不同的接触算法对于接触约束的处理方法有所不同。
接触约束的理论算法的选择，在 ANSYS 中是通过设置 contact 单元的 KEOPT(2) 选项来实现的。
在 ANSYS 中目前主要有 5 种接触约束算法：KEYOPT(2)=0 Augmented Lagrangian -加强的拉格朗日算法，这是 ANSYS 的缺省选择；KEYOPT(2)=1 Penalty function -罚函算法；KEYOPT(2)=2 Multipoint constraint (MPC) -多点约束算法；KEYOPT(2)=3 Lagrange multiplier on contact normal and penalty on tangent -接触法向采用拉格朗日乘子，接触切向采用罚函数的综合算法。
KEYOPT(2)=4 Pure Lagrange multiplier on contact normal and tangent -法向和切向均采用拉格朗日乘子算法。
各种不同的约束算法各有其优缺点，各有各自最适用的场合，具体情况需要具体对待。
大部分情况下，默认选择KEYOPT(2)=0 就够用了。
过盈配合所致的接触分析的难点在于如何确定初始接触状态。
初始接触状态设置得不对，会导致错误的计算结果或者不准确的计算结果，下面举两个例子来说明。
例1．两个圆柱体在几何上是刚好接触，划分网格后有限元模型有间隙。
如图 1 所示。
这两个圆柱体，在几何上是刚好相切的，即处于几何上刚好接触的初始状态。
过盈联接有限元分析的接触算法选择
过盈联接有限元分析的接触算法选择由博【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2018(037)004【摘要】接触算法对有限元分析结果及其计算时间有很大影响,因此,对于采用有限元方法预测压装曲线而言,选择一个合适的接触算法是至关重要的.本文首先建立了过盈联接的三维有限元模型,然后分别用罚刚度法、增强拉格朗日法及普通拉格朗日法对过盈联接进行有限元分析,最后通过控制法向刚度系数(FKN)、切向刚度系数(FKT)、渗透量(FTOLN),分别评价上述三种方法的计算精度和收敛性.分析结果表明在相关参数控制得当的情况下,三种方法都可以得到精确的结果,但是它们的计算时间有很大区别,其中计算时间最短的是增强拉格朗日算法.%Contact algorithm has significant influence on the analytic results and calculation time of Finite Element (FE) analysis. It is important to choose an appropriate contact algorithm to predict the press-fit curve with FE method. In this work, a three-dimensional (3D) FE model of a press-fit assembly was set up firstly. Then, it was analyzed by using three different contact algorithms, namely Pure Penalty, Augmented Lagrangian and Normal Lagrange. Finally, the accuracy and the convergence of their calculation results were evaluated with the governing contact algorithms options, including Normal stiffness factor (FKN), Tangent stiffness factor (FKT), Penetration tolerance (FTOLN). The results indicated that accurate results could be obtained through setting the governing parameters properly in all of three contactalgorithms, but their calculation efficiencies were quite different. Obviously, the calculation time of Augmented Lagrangian was the shortest.【总页数】4页(P156-159)【作者】由博【作者单位】吉林化工学院航空工程学院,吉林132021【正文语种】中文【中图分类】TH131.7【相关文献】1.基于ANSYS对斯特林制冷机中轴和双孔板过盈联接的有限元分析 [J], 崔征;李龙华;杨洪祥2.过盈联接的有限元分析 [J], 黄龙发;许正功;刘彩3.电液伺服阀衔铁组件过盈联接有限元分析 [J], 由博4.机械密封环过盈联接的有限元分析 [J], 李婕;蔡纪宁;张秋翔;李双喜5.导热管与电机转子过盈联接有限元分析及优化 [J], 陈中帅;陈革;梁双强因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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过盈配合的有限元分析工程力学系张晨朝20803001过盈配合的有限元分析摘要: 在工程应用中,利用接触有限元法建立了内轴与外套过盈配合的有限元力学模型来判断结构设计是否符合要求。
针对内轴和外套的过盈配合状态，采用大型通用有限元ANSYS 软件对组合模具进行了有限元分析, 得出了内轴与外套在过盈配合状态下的应力分布规律及接触面压力分布状况, 找到了应力集中位置和大小。
结论表明结构配合尺寸设计没有使结构产生变形, 该结构完全符合产品的设计要求。
关键词: 过盈配合; ANSYSAbstract: In the project application, in order to judge whether the structural design meets the requirement, the finite element and mechanical model of the interference joint between inside lining and outside wrap is established by used contact -finite- element methods. Aimed at condition of the interference joint between inside lining and outside wrap, we carry on the finite element analysis based on ANSYS and attain the stress distribution in interference joint; the pressure distribution in contact face and the location and the size of stress concentration. It is concluded that the structure interference joint size of combined die do not make the mold have distortion and the combined die completely meets the product design requirement.Key words: interference joint; ANSYS1 引言过盈配合[1]是机械工业中一种常见的零部件组装方式,齿轮、轴承以及火车车轮等与其装配轴之间的配合大多采用过盈配合。
在工作外载荷作用下,能产生足够的摩擦力,以保证配合件之间不发生任何相对的滑动,同时接触应力又不过大,装配件能正常工作。
因此,研究配合面之间的接触应力分布规律是十分重要的。
机械设备中常用到轴与孔的配合[2]，为保护机体(如机架、箱体等)在设备运转中不受磨损,通常压装轴套,由轴套与轴配合。
设备运转[3]一定周期轴套磨损后更换轴套即可恢复轴孔原尺寸。
轴套的外径与机体通常采用静配合,而轴套内径则与轴保持不同精度的动配合。
在机械设计中一般都只标出轴套内外径的尺寸及公差,以此来保证装配后形成要求的配合。
由于轴套与机体[4]采用过盈配合,其过盈量(D)形成轴套与机体的装配应力,在这种装配应力的作用下,轴套内径将产生一定的收缩量(△),显然,轴套的收缩量(△)与轴套压入机体时的过盈量(D)密切相关,也与轴套和机体的几何尺寸,即两者的壁厚系数及各自材料性能相关。
由于轴套的内孔收缩改变了原来的尺寸,也就改变了内孔与轴的配合关系,以致达不到原来的设计要求,容易出现间隙过小,有时甚至试车温度升高而抱轴,严重时会出现轴孔小于轴而不能装配的现象。
2 轴套装配收缩量的理论计算工程力学中, 一般将外径与内径之比值之大于1.1的圆筒视为厚壁圆筒, 其比值为壁厚系数。
在机械零件中,前述机体件之比值分布在1.1～1.5,均属厚壁圆筒,轴套类零件之比值大致分布在1.05～1.35之间。
据此,可将轴套压入机体形成的结构简化为两端开口的厚壁圆筒中过盈配合组合圆筒问题。
将铜套镶入座孔在机械装配中经常遇到。
过盈配合的铜套直接按图纸加工镶入座孔时,铜套对座孔为过盈配合,常温下压入或打入,内孔就收缩,改变了原来间隙配合的性质,只能重新铰孔或镗孔,才能达到孔尺寸公差要求。
为保证套孔和轴的间隙配合,其内孔尺寸公差确定至关重要。
2.1 计算原理过盈配合的铜套内径加工尺寸的计算[5]依据有四点:(1) 铜套在常温下镶入座孔后,其金属密度变化不大,可以略去不计。
(2) 孔座一般采用铸铁或钢件制造,且结构刚性较好,其变形量可不考虑。
(3) 铜套在被镶入座孔后,其轴向尺寸基本不变(铜套轴向尺寸较长,座孔挤压铜套轴向尺寸的影响可忽略不计) 。
(4) 只有铜套内径产生径向收缩。
因此,根据塑性力学中的体积不变原则可知,铜套镶入座孔前后横截面面积应相等。
2.2 计算过程[6]如右图所示,设D 为铜套的外径,ΔD 为铜套外径与座孔配合的最大过盈量,d 为铜套内径;Δd 为铜套镶入座孔后铜套内径的收缩量。
根据以上原则可得到下述公式:Δd=D/d*（ΔD-ΔD 2/2d ）+Δd 2/2d (1)因常温镶铜套过盈量不大,所以ΔD 2和Δd 2更小,可忽略不计,故(1)式可简化为： Δd/ΔD ≈D/d (2)用(2)式计算出铜套内径收缩量Δd 后,将Δd 分别加到铜套与轴配合的上、下尺寸公差上,即可得到铜套内径加工的上、下尺寸公差。
正确计算过盈配合时铜套的内径加工尺寸公差,有助于将其镶入座孔后,其内径正好符合与轴配合的要求,省去镶入座孔后的镗或刮削工序,即省工、省时,又可降低制造及修理成本。
本文利用ANSYS 对一个空心轴与圆盘的过盈问题进行分析，并确定模型是否合格。
3 问题描述弹性模量：EX=2.1E5 MPa 波松比：NUXY=0.3 接触摩擦系数：MU=0.2本文采用ANSYS10.0版本[7]、[8]进行分析,其基本流程为建立模型、网格划分、添加约束载荷、求解及结果分析。
3.1 建立模型、网格划分、添加约束载荷(1) 定义材料属性弹性模量 EX=2.1E5 MPa 泊松比 PRXY=0.3。
XYZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a DiscDEC 3 200816:40:07XYZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a DiscDEC 3 200816:40:55ELEMENTS MN MXX YZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a Disc736.30114722208294436804416DEC 3 200816:25:08NODAL SOLUTION (2) 建立模型由于是对称件,为简化计算量,取实体的1/4进行建模,将实体模型简化,在ANSYS 中建立有限元模型。
(3) 选择单元类型及划分网格ANSYS 提供了120余种单元类型,不同的单元类型适用于不同的分析对象。
选择合适的单元类型是进行各类有限元分析的基础,度。
ANSYS 中对接触问题推荐了3种单元类型,分别SOLID185 (3D 28Node), TARGE170 (32D Surface Contact),其中,TARGE170与CONTA174适用于接触面较为复杂可变形曲面或柔体。
在本例中最合适采用SOLID185三维8节点单元类型。
其优点在于8个节点的分布能真实有效拟合弹塑性材料的变形划分网格图如图所示。
(4) 添加约束在内轴和圆盘的四个径向截面上施加轴对称边界条件, 在外套的外缘面施加位移约束如图所示。
(5) 创建接触对指定摩擦系数为0.2,接触刚度的处罚系数为0.1,接触刚度为非对称矩阵,由圆盘的内表面(目标面)与内轴的配合外表面(接触面)所构成的接触对的有限元划分如图所示。
3.2 求解(1)静态过盈配合时,将把圆盘的边缘面面作为约束面,X 、Y 、Z 三方向自由度为0。
求解控制面板中设置分析类型为静态、大变形效应,载荷步结束时间设置为100s,关闭自动时间步,载荷子步数为1。
(2)动态过盈配合时,选取Z 坐标值为140处的所有节点,设置自由度为轴向(Z)位移40,分析类型为静态、大变形效应,接触时间设置为250s,开启自动时间步,载荷子步数为150，最大子步骤数为10000,最小子步骤数为10。
经迭代计算,所设参数收敛效果较好,表明计算结果可靠有效。
3.3 结果分析扩展生成模型整体,查看求解(1)计算的静态过盈配合产生的等效应力等值线图。
由图可知在最大过盈量0.1mm 静态过盈配合下产生的最大应力6623MPa,已经超出材料的许用应力(1600MPa),内轴发生塑性形变。
对求解(2)结果的分析,可清楚地看到在装配过程中[9]应力的变化,分别截取时间步为TIME=50s 、100s 、150s 、200s 的应力云图, 如下图所示可清楚地看到内轴在抽出圆盘过程中应力由小到大的非线性变化过程,对于认识过盈联接中应力区域的分布、应力的变化有很大的帮助,这在传统计算方法中是难以实现的,如图动态过盈配合所示。
在配合中最大应力为2166MPa 已经超出材料的许用应力(1600MPa),表明该构件发生塑性变形。
8009001000(x10**1) DEC 4 200818:46:33MNMXXY ZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a Disc240.915481.831722.746963.6611205144516861927DEC 4 200818:38:13DMX =8SMX =2168MNMXXY ZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a Disc0184.037368.073552.11736.146920.183110412881472DEC 4 2008DMX =16SMX =1656MNMXZAnalysis of a Axis Contacting a hole in a Disc184.534369.068553.603738.137922.6711107129214761661DEC 4 2008NODAL SOLUTION TIME=150/EXPANDEDCONTPRES (AVG)RSYS=0DMX =24SMX =1661MNMXAnalysis of a Axis Contacting a hole in a Disc217.291434.581651.872869.16310861304152117381956DEC 4 200818:36:13NODAL SOLUTION TIME=200/EXPANDEDCONTPRES (AVG)DMX =32SMX =1956利用时间历程后处理器分析140端面处某一节点的约束反力随时间变化曲线。