轴盘过盈配合接触分析实例:拔轴应力考察
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更新于2024-07-30
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在这个接触分析实例中,主要探讨的是盘轴相对移动时的应力分析,特别是在旋转机械中的应用。案例涉及的是一个轴与盘的紧密配合结构,这种连接常见于轴与轴承、轴与齿轮或轴与盘的连接。轴是一个等直径的空心轴,盘是等厚度的圆盘,它们之间的连接采用了过盈配合,这就涉及到接触应力的计算。
在进行有限元分析时,首先需要在ANSYS 6.1软件中设定分析标题,明确这是一项非线性结构分析,标题可以命名为“AnalysisofaAxisContactingaholeinadisc”,以便后续操作和识别。模型构建过程中,关键步骤包括:
1. 定义分析范畴:将分析设置为“Structural”,以便于菜单操作的便捷性。例如,通过Utility Menu > File > ChangeJobname,输入新的数据库文件名为“CH20”,并创建新的日志文件记录分析过程。
2. 创建几何模型:构建代表盘和轴的1/4圆环面模型,确保轴对称性,以便利用轴对称分析方法简化计算。随后进行网格划分,将连续的实体转换为离散的有限元单元,以便数值求解。
3. 材料属性设定:轴和盘由相同的材料构成,具有弹性模量Ex = 2.1E5 Pa(兆帕)和泊松比νxy = 0.3,这些参数对于理解材料的弹性行为至关重要。接触区域的摩擦系数μ = 0.22也会影响接触应力的分布。
4. 载荷施加:在两个载荷步中,第一阶段分析轴和盘在过盈配合下的应力,第二阶段则模拟轴从盘中心拔出的过程,观察此时的接触应力变化。这涉及静态分析和接触接触求解器的使用。
5. 结果后处理:通过扩展四分之一模型,可以观察整个结构的变形和应力分布,了解接触区域的变化,这对于优化设计和评估连接的稳定性至关重要。
这个实例深入展示了如何运用ANSYS进行接触分析,特别是在实际工程中的应用,包括模型建立、材料属性设定、载荷施加和结果解读,以帮助工程师理解和优化旋转机械中轴与盘的连接性能。
2024-01-22 上传
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