Simulation教程(4章).ppt

SW-Simulation教程第四章冷缩配合,长沙凯士达信息技术开发有限公司CAE工程师:谢莉,学习内容,对称约束的运用分析冷缩配合装配体使用eDrawing格式给出分析结果在“什么错”的帮助下查找问题使用解算器选项消除刚体模式,知识点,对称约束利用对称约束可简化模型，减少分析和求解时间对称要求几何体、约束、载荷及材料属性是对称的。,知识点,对称约束对称和镜面映象是相同的。然而对于边界面是用作镜子来想象的，这样所映照出的图像会成为什么样子是很容易弄明白的。现在对有关对称于y-z面的情况来作说明。,知识点,X方向的位移约束,X方向的位移约束,Y方向的旋转约束,Z方向的旋转约束,对称约束,知识点,实体网格,对称约束,知识点,对称约束对于壳模型，对称要求应防止与对称基准面重合的面沿法向移动和相对于其它两个正交方向旋转。注意:不能直接使用对称约束，因为对称约束只能作用于面，需手工添加。,知识点,接触应力两个接触物体相互挤压时在接触区及其附近产生的应力。机轮、滚动轴承、齿轮和凸轮等零件，在较高的接触应力的反复作用下，会在接触表面的局部区域产生小块或小片金属剥落，形成麻点和凹坑，使零件运转噪声增大，振动加剧，温度升高,磨损加快,最后导致零件失效。因此设计这类零件时，必须考虑接触强度，包括接触静强度和接触疲劳强度。,案例分析,项目描述一外径为2.391的轮子承受一内径为2.382inin的轮毂的压力目的：求出vonMises应力Hoop（圆周向）应力接触应力,轮子,轮毂,案例分析,关键步骤对称压缩特征使模型稳定定义接触图解显示结果,教学案例,分析流程选择模型的1/8部分进行分析压缩圆角特征创建静态算例设定选项单位设定为：（IPS）材料属性Hub:普通碳钢Rib：合金钢对称约束选择各对称面,教学案例,分析流程消除模型的刚体模式对称约束的施加后，模型仍可沿轴向运动，因此它还具有轴向的刚体运动。为限制模型刚体运动，需添加约束。使用参考几何体参考基准面参考轴模型面模型边线,教学案例,分析流程冷缩配合接触在没有外力施加到模型的情况下，冷缩配合也将在零件中产生内部应力。这些零件在起初都具有干涉。划分网格运行分析,教学案例,分析流程图解显示vonMise应力,教学案例,分析流程在局部坐标系中图解显示结果SX径向的应力分量SY周向的应力分量SZ轴向的应力分量,教学案例,分析流程SY_圆周应力,教学案例,分析流程SX接触应力,教学案例,分析流程CP接触应力,教学案例,保存图解结果保存所以图解为eDrawing、JPEG文件,教学案例带软弹簧分析,软弹簧本例中冷缩配合接触条件的所有载荷都是平衡的。然而在有限元分析时，一个小的精度问题，数值错误或网格布对称都会使模型在轴向产生不可控的刚体运动，在这种情况下课通过软弹簧选项来稳定模型。,教学案例带软弹簧分析,分析流程创建新算例压缩轴向约束选择软弹簧选项来稳定模型“属性”“使用软弹簧使模型稳定”，同时选择“Directsparse”解算器运行分析,学员也可尝试“惯性卸除”选项来分析惯性卸除通过添加人造平衡来消除沿着无约束方向的载荷重力、离心力或某些热力载荷已定义时，该选项不应当用稳定分析的目的。,注意：只有当模型是自平衡的，或外部载荷的净值很小时，软弹簧和惯性卸除方有效。,总结,关键步骤对称：判断模型是否对称压缩特征：压缩对分析没有影响的特征使模型稳定：消除刚体运动定义接触：冷缩配合图解显示结果；圆周坐标系,课后练习（链扣）,项目描述求解链条中力与伸长量之间的关系关键技术对称刚体模式软弹簧,课后练习（链扣）,操作步骤打开文件“RollerChain”切换至配置“Link-full-softsprings”应用材料：AISI304,课后练习（链扣）,操作步骤添加接触（24个面）在每个相同的链扣组件间的接触为【结合】（8）在内部链和外部链之间的接触为【无穿透】（16）,课后练习（链扣）,操作步骤添加接触全局接触：结合查找相触面组：无穿透删除8组接触面,课后练习（链扣）,操作步骤施加载荷4个面，添加200N载荷边界条件理论上来说，这是个自平衡系统，不需要约束。在此使用软弹簧使模型稳定，Directsparse划分网格运行分析,课后练习（链扣）,操作步骤显示位移图解模型在拉伸的同时还存在旋转旋转的原因：网格并不完全对称模型在空间上没有固定,课后练习（链扣）,操作步骤显示应力图解,课后练习（链扣）,操作步骤（算例2）采用轴向对称的约束求解该问题复制算例修改载荷编辑载荷，使作用力只加载到一个方向添加夹具对移除力的面加载一个【滚柱/滑竿】的夹具，约束模型在X方向的位移划分网格运行分析,课后练习（链扣）,操作步骤（算例2）采用轴向对称的约束求解该问题图解显示位移因为现在只有一个方向的位移，故位移的大小为上一算例的两倍。且这次不存在旋转位移。,课后练习（链扣）,操作步骤（算例2）采用轴向对称的约束求解该问题图解显示应力要获得精确应力的结果，需细化网格，提高应力质量,课后练习（链扣）,操作步骤（算例3）细化网格复制网格细化网格高品质，网格单元1mm查看网格网格节点超过90000，求解时间过长。,课后练习（链扣）,操作步骤（算例4）使用对称约束对称性分析,课后练习（链扣）,操作步骤切换配置Linke-symmetry1/8模型创建新配置复制材质约束对称约束载荷施加50N力,课后练习（链扣）,操作步骤划分网格0.75mm，高品质网格检查网格运行分析,课后练习（链扣）,操作步骤,课后练习（链扣）,操作步骤,