基于ANSYS的圆柱销装配预应力受力分析
2014-11-14王荣荣付路路陈广芳马文涛
王荣荣,付路路,陈广芳,马文涛
(1.辽宁石油化工大学 石油天然气工程学院, 辽宁 抚顺 113001; 2. 辽宁石油化工大学 机械工程学院, 辽宁 抚顺 113001)
有限元法(ANSYS)是一种应用广泛的通用工程分析软件。它拥有功能完备的预处理器、加载求解和后处理器[1]。在主菜单中分别对应于Preprocess or(前处理器)、Solution(求解)、General Postproc(通用后处理器)和TimeHist Postpro(时间历程后处理器)。
本问题求解过程具体主要包括:建立工作文件名和文件标题,定义分析模块,定义单元类型,定义材料属性,创建几何模型,划分网格,建立接触单元,位移约束,求装配预应力,销在拔拉过程中的应力求解,查看求解结果[2]。
1 计算模型
根据局部模型在结构上和载荷上的对称性[3],所以,取装配模型的 作为分析的对象。本文所用计算模型如图1所示。
销与基座的装配具体尺寸:圆柱销长4 cm,半径1 cm,基座长8 cm,宽2 cm,高8 cm,销孔半径0.99 cm,弹性模量E=364 GPa,泊松比PRXY=0.3,装配过程中摩擦系数为0.2。
2 有限元分析模型
在进行该模型分析时,采用Solid(Brick 8node 185)单元,利用ANSYS的GUI命令,建立三维模型如图2所示[4]。

图1 计算模型Fig.1 calculating model

图2 划分网格的有限元模型Fig.2 Finite element model meshing
3 计算结果及分析[6]
由软件模拟结果如图5和图6所示。
研究模型为装配问题,两个构件一定会在接触面产生力学作用,因此我们有必要建立接触单元,具体分析接触单元的受力形式,接触单元如图3所示[5]。

图3 接触单元Fig.3 Contact unit
笔者研究的对象为1/4模型,但是最终要计算圆柱销在拔拉过程中的受力情况,所以要将部分模型扩展到整体,进行计算考虑,扩展后单元模型受力图如图4所示。……
