幾何模型
在SolidWorks軟件環(huán)境下,通過拉伸凸臺、切除、掃描切除等指令對聯(lián)軸器進行建模
3.3 網(wǎng)格劃分
使用實體單元對零件或裝配體進行網(wǎng)格化時,該軟件會生成以下其中一種類型的單元,具體取決于為算例的網(wǎng)格選項:草稿品質網(wǎng)格和網(wǎng)格。
草稿品質網(wǎng)格。自動網(wǎng)格器會生成線性四面實體單元。
網(wǎng)格。自動網(wǎng)格器會生成拋物線四面實體單元。
線性四面單元由四個通過六條直邊線連接的邊角節(jié)來定義。拋物線四面單元由四個邊角節(jié)、六個中側節(jié)和六條邊線來定義。如圖2所示,為線性和拋物線四面實體單元的示意圖。
一般而言,網(wǎng)格密度(單元數(shù))相同時,拋物線單元產生的結果的于線性單元,原因是:1) 它們能地表現(xiàn)曲線邊界;2) 它們可以生成的數(shù)學近似結果。不過,與線性單元相比,拋物線單元需要占用多的計算資源。
對于結構算例,實體單元中的每個節(jié)都有三種自由度,分別代表三個正交方向上的平移。該軟件在以公式方式闡述問題時,使用的是整體笛卡爾坐標系的 X、Y 和 Z 方向。
本文為了分析的方便,將螺紋孔和一部分槽的特征取消,簡化了聯(lián)軸器的結構。其網(wǎng)格化之后的效果以及參數(shù),如圖3所示。
3.4 加載及求解
由于聯(lián)軸器安裝的精度影響(偏心、偏角、軸向位移),使得聯(lián)軸器的傳遞扭矩之前就預先存在的應力,從而聯(lián)軸器在工作時受力情況較復雜。
在具體分析時,采取的方法是先分別分析由安裝誤差引起的附加應力,然后再疊加工作扭矩。
此聯(lián)軸器是通過兩端面上的柱孔來連接兩軸,并利用摩擦力來傳遞扭矩的,利用Simulation進行受力分析時,約束和載荷的添加應以兩端面上的柱孔作為參照來設定。
由于安裝存在偏心誤差引起的附加應力,在分析時將一端面上的孔固定,另一端面沿徑向方向施加的位移量(0.25mm),通過分析大的附加應力約為;同理,分別求出偏角誤差引起的大附加應力為,軸向位移誤差引起的大附加應力為。另外,單獨分析扭矩作用時,其大應力為,如圖4所示,注意上述分析是在限情況下所做的分析。
在分別單獨計算上述三種安裝誤差引起附加應力的基礎上,依次添加扭矩的作用,發(fā)現(xiàn)同時存在軸向位移和扭矩作用,聯(lián)軸器會失效,其應力超過了材料的強度,達。而同時存在偏心和扭矩的情況下,聯(lián)軸器應力為;以及同時存在偏角和扭矩的作用的情況下,聯(lián)軸器的應力為,此兩種情況皆在材料的強度范圍內。
4.結論
通過分析發(fā)現(xiàn),大應力都出現(xiàn)在螺旋部分內孔處,這與該聯(lián)軸器實際失效形式相符合,本校試驗設備中的該型聯(lián)軸器都是在螺旋槽處斷裂。在使用過程中應按照聯(lián)軸器扭矩值的范圍內工作,相關安裝精度也需。另外若聯(lián)軸器需正反轉使用時,扭矩小于大扭矩的一半
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