1、問題描述：

彈托彈芯結構具有軸對稱性，取總體的四分之一進行分析，幾何模型如下圖所示。

共有兩種材料：外圍彈托為金屬鋁材料結構，內部彈芯為金屬鎢材料結構，兩種材料結構之間鋸齒狀嚙合緊密。

圖1 計算模型剖面圖 （單位：mm）

圖2 計算模型側視圖

2、材料參數：

只有兩種材料：鋁和鎢。

表1 材料參數取值

參 數	彈性模量E	泊松比	密 度	X向加速度	Y向加速度	Z向加速度
單 位	N/mm2		g/cm3	mm/s2	mm/s2	mm/s2
金屬鋁	1.03×107	0.33	2.7	0	0	0
金屬鎢	3.6×105	0.346	17.6	0	0	0

3、邊界條件：

由于結構的軸對稱性，因此在四分之一剖切面處施加法向位移約束，另外在金屬鋁結構外表面兩處位置（如下圖位移邊界條件所示中“黃色”面）施加沿軸向的位移約束邊界條件。

圖3 位移邊界條件

金屬鎢結構沿軸向的頂面和底面，以及金屬鋁結構外表面、金屬鎢結構外表面的局部位置施加應力邊界條件（如下圖應力邊界條件所示中“藍色”面）。

圖4 應力邊界條件

4、計算方案

設計了兩種計算方案，施加不同的應力邊界。

對照圖4（本頁）中應力邊界條件的施加，兩種方案如下表：

表2 不同計算方案下的應力邊界

邊 界	應力邊界1	應力邊界2	應力邊界3
單 位	N/ mm 2	N/ mm 2	N/ mm 2
方案1	362	800	600
方案2	362	200	362

注：“應力邊界1”對應圖4中的“藍色”邊界“1”；

“應力邊界2”對應圖4中的“綠色”邊界“2”；

“應力邊界3”對應圖4中的“黃色”邊界“3”；

應力邊界以正值“+”為“壓應力”，負值“-”為“拉應力”。

5、網格離散

采用四節點四面體單元剖分三維網格。

剖分結果：節點總數：18,379；

單元總數：87,318。

網格質量良好。

圖5 三維網格圖

6、計算結果

位移：

在應力邊界作用下，軸向最大位移為0.017 mm（如圖6中的“紅色”部位）。

圖6 沿軸向變形云紋圖 （單位：mm）

圖7 剖面變形前后對照圖

應力

最大拉應力1552 MPa（如圖8中的“紅色”部位），最大壓應力3110 MPa（如圖9中的“藍色”部位）。

圖8 第一主應力云紋圖 （單位：N/mm2）

圖9 第三主應力云紋圖 （單位：N/mm2）

圖10 剖面第三主應力云紋圖 （單位：N/mm2）