過(guò)盈配合分析的案例
ANSYS workbench過(guò)盈配合分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)三維模型的繪制
2、學(xué)習(xí)過(guò)盈配合分析相關(guān)的材料參數(shù)設(shè)置
3、學(xué)習(xí)靜力學(xué)分析步的建立
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench過(guò)盈配合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
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ABAQUS 密封過(guò)盈配合分析案例 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、掌握密封部件的三維模型繪制
2、理解過(guò)盈配合的非線性靜力學(xué)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)非線性接觸分析的相互關(guān)系的設(shè)置
4、了解靜力學(xué)網(wǎng)格的劃分
5、學(xué)習(xí)位移載荷的施加
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進(jìn)行密封過(guò)盈配合分析。
本案例提供了分析相關(guān)的分析文件。
ANSYS workbench O型圈過(guò)盈配合接觸分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)O型圈過(guò)盈配合的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)O型圈過(guò)盈配合非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)O型圈過(guò)盈配合接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench O型圈過(guò)盈配合接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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展開(kāi) 基于hypermesh和lsdyna的過(guò)盈配合講解及過(guò)盈配合后扭矩的監(jiān)測(cè) ￥15
動(dòng)圖中先計(jì)算過(guò)盈配合，接著施加一個(gè)強(qiáng)制旋轉(zhuǎn)速度，后處理查看接觸扭矩。
過(guò)盈配合在軸類配合分析中使用頻率很高。很多分析都要求知道在某個(gè)過(guò)盈量下能傳遞的扭矩。
這個(gè)貼子給大家詳細(xì)講解一下過(guò)盈配合的設(shè)置求解計(jì)算。
1.幾何模型和網(wǎng)格
幾何體按照實(shí)際尺寸建模，要求體
現(xiàn)出過(guò)盈量，網(wǎng)格使用六面體網(wǎng)格，尺寸在計(jì)算能力允許的范圍內(nèi)盡可能小。
midas NFX過(guò)盈配合分析
在孔和軸的配合中，孔的尺寸減去軸的尺寸所得之代數(shù)差為負(fù)時(shí)，就是過(guò)盈。在過(guò)盈配合的公差帶中，孔的公差帶在軸的公差帶之下。在機(jī)械的裝配過(guò)程中，有許多零部件之間需要緊密的配合，用以傳遞大的扭矩或者防止脫落，于是有了過(guò)盈配合的要求。
對(duì)于過(guò)盈配合的分析，midas NFX程序可以采用直接接觸計(jì)算，這種方法是將過(guò)盈量直接建出來(lái)。
如下圖所示，長(zhǎng)方體塊的尺寸為長(zhǎng)40mm×寬40mm×高10mm，中間孔的半徑為4.982mm，軸的半徑為5mm，高度為40mm。長(zhǎng)方體和軸的材料均為Alloy Steel。
圖1 幾何模型
由于對(duì)稱性，我們?nèi)∧Ｐ偷?/4進(jìn)行分析。
圖2 有限元模型
在模型中，手動(dòng)定義了一個(gè)接觸對(duì)。主接觸面選擇的是孔面，從接觸面選擇的是柱面。
圖3 手動(dòng)接觸設(shè)置
圖4 孔與軸接觸對(duì)
因?yàn)槭?em>過(guò)盈分析，在接觸參數(shù)設(shè)置中，需要考慮初始穿透以及摩擦系數(shù)。輸入合適的法向剛度比例因子。
展開(kāi) ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例5---過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析2
本篇博文是一個(gè)過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析，用于模擬機(jī)械裝配過(guò)程中壓入式裝配過(guò)程。本篇是用ANSYS
Workbench做的，后面會(huì)有1篇用SOLIDWORKS/SIMULATION對(duì)該例子做分析。
【問(wèn)題描述】
如圖所示的三個(gè)零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內(nèi)圈，青色的稱為底座，內(nèi)圈和底座之間有0.07mm的過(guò)盈，現(xiàn)在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過(guò)程中米塞斯應(yīng)力的變化過(guò)程。
已知條件如下：
（1）兩個(gè)零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見(jiàn)下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內(nèi)圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內(nèi)圈之間是無(wú)摩擦的；內(nèi)圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數(shù)為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》，電子工業(yè)出版社，2012】
【問(wèn)題分析】
（1）分析類型。雖然有一個(gè)明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應(yīng)，從而使用靜力學(xué)分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對(duì)稱模型，使用軸對(duì)稱。
（4）邊界條件。底座的底邊沒(méi)有Y位移；壓頭下移57mm.
【分析過(guò)程】
（1）打開(kāi)ANSYS
WORKBENCH，創(chuàng)建靜力學(xué)分析模塊，并設(shè)置為2D分析類型。
（2）創(chuàng)建材料屬性，設(shè)置彈性模量為2e11Pa，泊松比為0.3.
（3）創(chuàng)建幾何模型。根據(jù)以下數(shù)據(jù)點(diǎn)，創(chuàng)建2D平面。
展開(kāi) ANSYS與ABAQUS比較之實(shí)例5---過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析
本篇博文是一個(gè)過(guò)盈配合問(wèn)題的接觸分析，用于模擬機(jī)械裝配過(guò)程中壓入式裝配過(guò)程。本篇是用ABAQUS做的，后面會(huì)有兩篇分別用ANSYS，SOLIDWORKS/SIMULATION對(duì)該例子做分析。
【問(wèn)題描述】
如圖所示的三個(gè)零件，紅色的稱為壓頭，白色的稱為內(nèi)圈，青色的稱為底座，內(nèi)圈和底座之間有0.07mm的過(guò)盈，現(xiàn)在壓頭上往下加力壓，下壓57mm，要求下壓過(guò)程中米塞斯應(yīng)力的變化過(guò)程。
已知條件如下：
（1）兩個(gè)零件及壓頭的幾何尺寸均已知。(具體尺寸見(jiàn)下面的草圖部分)
（2）壓頭剛性，內(nèi)圈和底座均為鋼材，彈性模量210MPA,泊松比0.3
（3）接觸處：壓頭與內(nèi)圈之間是無(wú)摩擦的；內(nèi)圈和底座之間是有摩擦的，摩擦系數(shù)為0.2.
【張建華《ABAQUS基礎(chǔ)入門與案例精通》，電子工業(yè)出版社，2012】
【問(wèn)題分析】
（1）分析類型。雖然有一個(gè)明顯的位移下壓，但是由于速度緩慢，不考慮加速度效應(yīng)，從而使用靜力學(xué)分析。
（2）非線性考慮。接觸非線性：兩處接觸，要做接觸分析；幾何非線性：大位移，要打開(kāi)大變形開(kāi)關(guān)；材料為線性。
（3）幾何建模。由于是軸對(duì)稱模型，使用軸對(duì)稱。內(nèi)圈和底座為變形體，而壓頭為剛體。為了保證收斂，一開(kāi)始就讓內(nèi)圈伸入到底座3mm。此外，為了免去裝配時(shí)調(diào)整裝配位置的麻煩，首先創(chuàng)建一個(gè)草圖，在該草圖中創(chuàng)建壓頭，內(nèi)圈和底座的剖面，保證初始的裝配位置，然后使用該草圖分別創(chuàng)建三個(gè)部件。
（4）邊界條件。底座的底邊沒(méi)有Y位移；為保證計(jì)算收斂，壓頭兩次下移，第一次0.001mm,第二次到57mm.
【分析過(guò)程】
1. 創(chuàng)建草圖。
創(chuàng)建一個(gè)草圖如下：
其中1-2-3-4-5-6：封閉的矩形是壓頭；3-4-8-7粉筆的矩形是內(nèi)圈；9-10-11-12-13-14-15-16封閉的多邊形是底座。
展開(kāi) 新的過(guò)盈配合模擬技術(shù)及應(yīng)用舉例
作者：陳志梅 上海安世亞太結(jié)構(gòu)應(yīng)用工程師
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過(guò)盈配合仿真用于模擬初始幾何結(jié)構(gòu)中零件之間的穿透。
通常，與過(guò)盈配合相關(guān)的初始穿透量比標(biāo)準(zhǔn)接觸大很多。這些較大的初始穿透無(wú)法在一個(gè)子步驟中求解，可以通過(guò)控制子步數(shù)或時(shí)間增量等方法來(lái)完成過(guò)盈配合的分析。
■ 通過(guò)表格輸入，使接觸面偏移(CNOF)作為時(shí)間的函數(shù)；
■ 自動(dòng)逐漸減少初始穿透，通過(guò)設(shè)置KEYOPT（9）=2或4以激活此方法；
■ 自動(dòng)漸進(jìn)增加接觸剛度，設(shè)置KEYOPT（9）=2或4，并定義實(shí)際常數(shù)STRM或TEND來(lái)激活此方法。
這個(gè)是ANSYS 2020R1 新推出的求解過(guò)盈配合的方法：漸進(jìn)增加法向和切向接觸剛度(FKN,FKT)和摩擦系數(shù)(MU)，從0到實(shí)際值。可以指定激活漸變方法的加載步或時(shí)間段。
與其它過(guò)盈配合方法不同，不需要初始接觸配合。在傾斜載荷步驟或時(shí)間段之前，內(nèi)部使用非常微小的接觸剛度。
(a) 使用STRM來(lái)定義載荷步。
展開(kāi) Ansys_過(guò)盈配合接觸設(shè)置
Ansys_過(guò)盈配合接觸設(shè)置
過(guò)盈配合在機(jī)械產(chǎn)品的裝配中使用相當(dāng)普遍,譬如軸與軸承,軸與軸瓦,汽車的制動(dòng)盤等,都是通過(guò)一定的過(guò)盈量來(lái)使兩個(gè)裝配部件緊密連接起來(lái)。
下面討論如何在ANSYS中正確地模擬過(guò)盈配合。過(guò)盈配合在有限元分析中是一種典型的非線性接觸行為。在有限元分析中設(shè)定了接觸，從本質(zhì)上來(lái)講就是對(duì)相互接觸的兩個(gè)部件施加了某種約束，不同的接觸算法對(duì)于接觸約束的處理方法有所不同。接觸約束的理論算法的選擇，在ANSYS中是通過(guò)設(shè)置contact 單元的KEOPT(2)選項(xiàng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在ANSYS中目前主要有5種接觸約束算法
Ansys_過(guò)盈配合接觸設(shè)置.pdf
展開(kāi) 過(guò)盈配合分析
指定分析類型為靜力分析
nlgeom,1 !考慮大變形影響
autots,0
time,100
solve !求解第一載荷步
/POST1
!*
/EFACET,1
PLNSOL, S,EQV, 0,1.0
過(guò)盈配合分析
前言：
在機(jī)械裝配過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到過(guò)盈裝配的情況，確定過(guò)盈量的方法很多，本案例只介紹消除幾何初始穿透來(lái)保證過(guò)盈量等于偏移量的方法。
技術(shù)難點(diǎn)：如何確定正確的過(guò)盈量；命令流（關(guān)鍵字）的使用；路徑的使用
分析人：技術(shù)鄰-異色天空
模型：
消除穿透前后對(duì)比：
結(jié)果：
ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)過(guò)盈配合分析
0
1
實(shí)例介紹
過(guò)盈配合是一種常見(jiàn)的裝配方式，那么過(guò)盈配合問(wèn)題也是結(jié)構(gòu)計(jì)算中的一類比較常見(jiàn)的問(wèn)題。在本實(shí)例中，如圖1所示，模型由兩個(gè)零件裝配組成，兩者存在過(guò)盈量，基于ANSYS Workbench的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)模塊，使用直接接觸和接觸處理兩種方法，來(lái)對(duì)過(guò)盈配合進(jìn)行計(jì)算。
圖1 過(guò)盈配合計(jì)算模型
0
2
直接接觸法
我們首先使用直接接觸法，來(lái)處理過(guò)盈配合的問(wèn)題。
過(guò)盈配合件可靠性分析
過(guò)盈配合問(wèn)題了工程中較為常見(jiàn)的問(wèn)題，配合不好會(huì)導(dǎo)致泄漏甚至造成危險(xiǎn)，這里通過(guò)ABAQUS軟件對(duì)過(guò)盈配合連接件的可靠性問(wèn)題進(jìn)行了分析，供大家參考。
Ansys WB軸孔過(guò)盈配合仿真分析
另外還計(jì)算了兩種情況：①過(guò)盈量3mm，驗(yàn)證了圓環(huán)和軸的變形都變大并且兩者之和接近3mm。②將offset設(shè)置為-2仿真間隙配合情況，結(jié)果是變形應(yīng)力均為零，符合理論情況。這里不給其詳細(xì)過(guò)程了，請(qǐng)有興趣的讀者自己驗(yàn)證。
Ansys Workbench計(jì)算過(guò)盈配合的3種方法及比較
在本算例中，右側(cè)長(zhǎng)方體的左端面與左側(cè)長(zhǎng)方體發(fā)生1.0mm的干涉，直接定義兩個(gè)表面的接觸并計(jì)算，也可以得到裝配應(yīng)力（過(guò)盈配合應(yīng)力）。正確的計(jì)算結(jié)果在前兩種方法中已經(jīng)給出，即：左側(cè)長(zhǎng)方體右端面的Z向位移為0.5mm且處于受壓狀態(tài)，右側(cè)長(zhǎng)方體左端面的Z向位移則為-0.5mm，也處于受壓的狀態(tài)，軸向應(yīng)力理論值均約為-200MPa，因此可知直接通過(guò)接觸求解的結(jié)果也是正確的。
上述三種方法中左側(cè)實(shí)體右端面的位移（位移1）、右側(cè)實(shí)體左端面的位移（位移2）以及兩個(gè)實(shí)體的軸向應(yīng)力結(jié)果與理論值匯總于下表。
本文講解有限元分析過(guò)盈配合問(wèn)題的三種方法其實(shí)各有優(yōu)勢(shì)，讀者在分析具體問(wèn)題時(shí)，可以從建模、加載、計(jì)算成本等方面綜合比較這三種方法，并選用最合適的方法進(jìn)行求解。
展開(kāi) 