过盈配合与拔销耦合分析

ANSYS 使用手册 教程8 过盈配合与拔销分析

教程8：过盈配合与拔销耦合分析

问题阐述

这是一个钢销与长方体内光滑销孔耦合的三维分析。由于模型的对称性，可以取模型的四分之一对称模型作为分析对象。要定义两个不同的加载步骤。第一个加载步骤的目的是研究几何尺寸比销孔厚的销子上的过盈配合应力。第二个加载步骤的目的是研究应力、耦合压力以及销子从销孔中拔出时的作用力。

所给条件

模型的尺寸如下：PIN（销）半径=0.5单位，长=2.5单位；BLOCD（长方体）宽=4单位，长=4单位，高=1单位；PINHOLE（销孔）半径=0.49单位，深=1单位。两个实体都是由结构钢制成（刚度=30e6）并假设是柔韧的。

近似与假设

采用四分之一对称模型来模拟耦合现象，将使用两个加载步骤来进行分析：

步骤1：过盈配合——求解这个问题无须额外的位移边界条件。销子在销孔中由于几何关系而被约束。由于销孔与销子耦合面之间的过盈关系

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而产生了应力。

步骤2：拔销——通过在节点上应用DOF位移边界条件的方法，将销子从长方体中拔出1.7个单位。清楚地产生自动时间分步来确保求解收敛。在求解期间阅读每一个第10步子步骤。

交互式的求解过程

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1． 建立几何结构

1.1 创建长方体

1．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Block→By Dimensions

2．分别输入X1=-2，X2=2，Y1=-2，Y2=2，Z1=2.5，Z2=3.5。 3．按下OK按钮。

4．Utility Menu：PlotCtrls→Pan，Zoom，Rotate。

5．按下Pan-Zoom-Rotate窗口内的ISO按钮。 6．关闭Pan-Zoom-Rotate窗口。

创建销孔耦合面（长方体上的孔）

通过定义半径和深度的方法创建圆柱体。

1． Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Cylinder→By Dimensions。

1.2

2．输入RAD1=0.49，Z1=2.5，Z2=4.5。 3．按下OK按钮。

2

2 3

下面将圆柱体从长方体中挖除。

4．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Subtract→Volumes。

5．选择长方体作为将要进行挖除操作的基底体积。 6．按下Apply按钮（在选择菜单上）。 7．选择圆柱体作为将要挖除的体积。 8．按下OK按钮（在选择菜单上）。 9．Utility Menu：Plot→Replot。

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1.3

创建销子

通过定义半径和深度的方法创建圆柱体。

1．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→By Dimensions。 2．输入RAD2=0.5，Z1=2，Z2=4.5。 3．按下OK按钮。

4．Utility Menu：PlotCtrsl→Numbering。 5．将Volume numbering项设置为On。 6．按下OK按钮。

7．Utility Menu：Plot→Replot。

1.4

创建四分之一对称模型

1．Utility Menu：WorkPlane→Display Working Plane（选中） 2．Utility Menu：WorkPlane→WP Settings。

3．选择WP Settings窗口内的Grid and Triad选项。 4．按下OK按钮。

将工作平面沿Y方向旋转90?并将所有体积分成两部分。

5．Utility Menu：WorkPlane→Offest WP by

7 6

Increments。 6．将角度滚动条滑到90?作为旋转的角度。 8 7．按下下面一组按钮中的+Y按钮。 8．按下OK按钮。

9．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Volu by WrkPlane。 10．按下选择菜单上的Pick All按钮。 11．Utility Menu：Plot→Replot。 12．Toolbar：SAVE_DB。

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删除体积以创建半个对称模型。

13．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Delete→Volu and

Below。

14．选择分别代表销子和长方体右半部的两个体积。 15．按下OK按钮（在选择菜单上）。 16．Utility Menu：Plot→Replot。

14 14

将工作平面沿X方向旋转90?并将所有体积再次分成两部分。

17．Utility Menu：WorkPlane→Offest WP by Increments。

18．按下Offest WP 窗口内的+X按钮。 19．按下OK按钮。

20．Main Menu：Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→

Divide→Volu by WrkPlane。 21．按下选择菜单上的Pick All按钮。

22．Utility Menu：WorkPlane→Display Working Plane（取消）

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6fyf.html