消隙力
關(guān)注創(chuàng)建者：CATIA助手 創(chuàng)建時間：2023-11-06
消隙力的實(shí)例教程
摘 要：以往螺栓螺母緊固U型開檔消隙力常基于實(shí)物試驗(yàn)測量，但時間長、成本高，后期方案優(yōu)化代價大，文章研究了消隙力的簡化有限元和接近實(shí)際有限元計算方法，在設(shè)計過程中可隨時進(jìn)行方案優(yōu)化，有利于縮短開發(fā)周期、降低成本。基于CATIA靜力學(xué)分析模塊分別使用兩種方法計算某副車架U型開檔方案優(yōu)化前后的消隙力，并和實(shí)物試驗(yàn)對比。結(jié)果表明兩種仿真方法計算的消隙力符合實(shí)際規(guī)律，均可用于方案優(yōu)化和最終選型。
關(guān)鍵詞：消隙力;CATIA軟件;有限元;CAE設(shè)計;
0 引言
通過螺栓螺母緊固，中間夾持套管的U型開檔支架結(jié)構(gòu)在機(jī)械上應(yīng)用較多，如汽車底盤副車架上的擺臂安裝支架多為此類結(jié)構(gòu)[1]。為便于裝配，U型支架和套管通常設(shè)置間隙配合，在緊固夾持時需要先消除間隙，所消耗的力即為消隙力。消隙力會損耗螺栓的拉伸力，過大易導(dǎo)致接頭的安全系數(shù)不足，使接頭容易松動[2]。
螺栓緊固過程的U型開檔變形是非線性的，通過公式很難準(zhǔn)確計算。以往常在樣機(jī)試制后，通過實(shí)際接頭試驗(yàn)測量出較準(zhǔn)確的消隙力，但如果這時發(fā)現(xiàn)問題并進(jìn)行方案優(yōu)化，時間長、成本高；在前期設(shè)計時，采用有限元法可以計算出較準(zhǔn)確的消隙力，提前優(yōu)化方案，有利于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、節(jié)約成本。
1 消隙力的有限元計算方法
1.1 消隙力的簡化有限元計算方法
抽取U型開檔結(jié)構(gòu)中性面，簡化有限元計算方法幾何模型如圖1所示。其有限元模型采用2D殼單元劃分網(wǎng)格，無需建立螺栓、螺母和套管網(wǎng)格。在U型開檔一側(cè)做出螺栓接觸圓環(huán)面，以圓環(huán)面中心點(diǎn)為主節(jié)點(diǎn)、該圓環(huán)面節(jié)點(diǎn)為從節(jié)點(diǎn)建立剛性單元；在U型開檔另一側(cè)做出螺母接觸圓環(huán)面，同理建立剛性單元。
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消隙力的最新內(nèi)容
表1 不同間隙下消隙力計算結(jié)果
結(jié)果表明，套管和U型開檔之間間隙L越大，所需預(yù)緊力F1和消隙力F越大。
3 某副車架擺臂開檔方案優(yōu)化
在上述副車架優(yōu)化前，實(shí)物接頭試驗(yàn)顯示接頭扭矩轉(zhuǎn)角曲線在彈性段斜率明顯分段，表明消隙力過大。在套管和U型開檔間隙L為1.15-1.2 mm時的6個樣本平均消隙力F為36.68 k N。
因此考慮以降低齒輪內(nèi)部嚙合力的方式去優(yōu)化；1級齒輪即使有消隙齒輪的存在，也出現(xiàn)雙側(cè)嚙合受力，原因是消隙齒輪彈簧扭矩不足，導(dǎo)致消隙作用失效，因此需要加大彈簧扭矩，使齒輪運(yùn)動和動力得到連續(xù)傳遞。嚙合力激勵貢獻(xiàn)為兩對齒輪副，因此可設(shè)計雙消隙齒輪，如圖19所示。
圓柱螺旋扭轉(zhuǎn)彈簧
承受扭轉(zhuǎn)載荷，主要用于壓緊和儲能以及傳動系統(tǒng)中的彈性環(huán)節(jié)，具有線性特性線，應(yīng)有廣泛，如用于測力計及強(qiáng)制氣閥關(guān)閉機(jī)構(gòu)。
93、結(jié)構(gòu)起伏
液態(tài)結(jié)構(gòu)的原子排列為長程無序，短程有序，并且短程有序原子團(tuán)不是固定不變的，它
是此消彼長，瞬息萬變，尺寸不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)起伏。
94、重心法則
處于三相平衡的合金，其成分點(diǎn)必位于共軛三角形的重心位置。
95、應(yīng)變時效
第一次拉伸后，再立即進(jìn)行第二次拉伸，拉伸曲線上不出現(xiàn)屈服階段。
（1）2:1；（2）3:1；（3）4:1；（4）5:1
10、消弧線圈的結(jié)構(gòu)主要是（ 2 ）電感線圈。
（1）空心；（2）帶空氣隙鐵芯；（3）閉合鐵芯；（4）帶附加電阻
11、變壓器磁路故障判別因數(shù)與（ 4 ）無關(guān)。
（1）2:1；（2）3:1；（3）4:1；（4）5:1
10、消弧線圈的結(jié)構(gòu)主要是（ 2 ）電感線圈。
（1）空心；（2）帶空氣隙鐵芯；（3）閉合鐵芯；（4）帶附加電阻
11、變壓器磁路故障判別因數(shù)與（ 4 ）無關(guān)。
3 第三代半導(dǎo)體家族成員眾多，多款材料極具吸引力
// 3.1 Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體是光電子器件的優(yōu)選材料
Ⅲ族氮化物半導(dǎo)體材料是由ⅢA族元素如銦（In）、鎵（Ga）、鋁（Al）與氮元組成的，除前文提到帶GaN外，還包括InN、AlN、InGaN、InAlN、AlGaN、AlInGaN等。
