有限元分析软件在过盈配合联接安全核算中的应用
过盈联接的有限元模拟
过盈联接的有限元模拟
陈家兑;刘勇
【期刊名称】《兵工自动化》
【年(卷),期】2007(26)5
【摘要】用ADINA有限元软件对轴毂过盈联接的应力进行模拟.通过材料特性分析,简化组合结构,采取"热装配"方法,建立模拟轴毂的动态过盈配合的有限元模型.并在轴的轴线两端点施加弹簧单元约束,限制"热装配"时轴沿Z轴的移动自由度,并定义其仅在轴毂接触前发生作用.由此得到其静/动态过盈配合的等效应力云图.
【总页数】2页(P51,59)
【作者】陈家兑;刘勇
【作者单位】贵州大学,职业技术学院,贵州,贵阳,550003;贵州大学,机械工程学院,贵州,贵阳,550003
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.不同材料对圆柱滚花过盈联接连接强度的影响 [J], 袁靖; 赵蛟; 姚进; 熊志强; 刘伟
2.弹塑性范围内的过盈联接压装分析 [J], 由博
3.弹塑性范围内的过盈联接压装分析 [J], 由博
4.过盈联接压装质量影响因素研究 [J], 由博
5.过盈联接压装质量影响因素研究 [J], 由博
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基于ANSYS组合模具过盈配合有限元分析
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基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析
基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析王斌【摘要】The finite element analysis software Solidworks Simulation was used to analyze the problem of bearing inner race inter-ferencecontact.From the stress nephogram,strain nephogram and displacement nephogram,finding the position ofmaximum stress ,circumferential stress,radial stress and radial displacement.The interference fit analysis can provide the theoretical basis for the design and check calculation of the interference fit of the main shaft of the traction motor,and provide the basis for judging the bearing pressure.%利用有限元Solidworks Simulation软件对球轴承内圈过盈接触问题进行仿真分析，通过求解出应力、应变和位移云图，找出了轴的最大应力、周向应力、径向应力和径向位移。
过盈配合接触应力分析可为牵引电机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据，同时为判断轴承压装到位提供依据。
【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】3页(P18-19,23)【关键词】轴承;YQ-365;牵引电机;过盈配合;接触应力【作者】王斌【作者单位】中车株洲电机有限公司，湖南株洲421001【正文语种】中文轴承通常采用过盈配合安装在轴及轴承座上，这种安装方式可以防止由于轴承内径和轴外径之间或是轴承外径和轴承座之间相对运动而产生微动磨损[1]。
专用有限元分析软件的开发与应用
专用有限元分析软件的开发与应用有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种用于求解结构力学问题的数值计算方法。
随着计算机技术的不断发展和进步，有限元分析在工程领域的应用越来越广泛。
为了满足不同领域的特定需求，专用有限元分析软件开始得到开发与应用。
专用有限元分析软件的开发主要包括以下几个方面：模型建立、网格划分、边界条件设置、求解器设计等。
模型建立是软件开发的第一步，需要根据具体工程问题建立相应的数学模型，确定模型的几何形状、材料性质等。
网格划分是将连续的结构离散为有限个单元，将结构分割成更小的部分以便于计算。
边界条件设置是为了模拟实际工程中的约束情况，如支撑、力的施加等。
求解器设计是软件的核心部分，根据数学模型和边界条件，通过迭代计算得到结构的应力、应变等分析结果。
专用有限元分析软件的应用范围非常广泛。
在航空航天领域，它可以用于飞机的结构强度分析、疲劳寿命预测等；在汽车工程领域，它可以用于车身刚度、振动特性的优化设计；在建筑工程领域，它可以用于楼房的抗震分析、结构安全评估等。
此外，专用有限元分析软件还可以应用于电子设备的热分析、地下管道的强度计算等。
与通用有限元分析软件相比，专用有限元分析软件在特定领域具有更高的精度和更好的效率。
由于专用软件针对特定应用场景进行优化，可以提供更精确的计算结果。
同时，专用软件还可以根据用户需求定制功能，提供更友好的界面和更便捷的操作方式，使得工程师在使用过程中更加高效。
总之，专用有限元分析软件的开发与应用为工程领域的设计和分析工作提供了有力支持。
它不仅能够满足工程师对于精度和效率的需求，还可以促进工程设计的创新和优化，提高工程安全性和可靠性。
随着科技的进步和工程需求的不断增长，专用有限元分析软件将在更多领域得到广泛应用。
基于Abaqus的过盈装配有限元分析
基于Abaqus的过盈装配有限元分析作者：刘长虹陈亮林妹妹翟红章来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题，利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料，采用八节点三维实体单元划分网格；将套筒定义为不变形的刚体结构，采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析，说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.关键词：过盈装配工艺；有限元分析； Abaqus中图分类号： TH123； TB115.1文献标志码： B引言在工程实际生产问题中，过盈装配是常用的一种装配工艺，也是工程技术人员关注的问题之一.在某企业电子产品的生产过程中，通常采用过盈装配技术将螺钉套管安装到电子产品封装盒固定孔里，但在生产过程中时常出现装配孔开裂现象.因此，了解螺钉孔在安装过程中的应力分布情况是合理设计该产品过盈装配工艺的重要问题.本文采用Abaqus/Explicit建立一个固定孔与螺钉套筒的显式积分有限元模型，模拟该产品过盈装配工艺的过程.1结构过盈装配的有限元模型根据某电子产品封装盒的螺钉孔结构，考虑到螺钉套孔为金属材料，其刚度远大于制成封装盒所采用的工程塑料材料，可忽略其装配时的变形.套筒直径比固定孔直径大，超过固定孔直径0.2 mm，定义套筒为Abaqus/Explicit中的离散刚体，采用离散刚体中四节点壳单元R3D4；装配孔结构定义为可变形结构，采用八节点六面体三维实体单元C3D8R.材料的弹性模量为3 GPa，泊松比为0.4，质量密度为1 500 kg/m3.为获得质量较高的有限元网格[13]，本文首先采用建立多个形状简单的“Part”；然后通过“Assembly”组合成装配孔结构的形状；再用命令“Merge/Cut Instances→Geometry Intersecting Boundaries→Retain”将各个简单结构连接成一个整体；最后采用“Tools→Patition→Create Partition”命令，将结构切割成一个可以划分较高质量网格的装配孔有限元模型，见图1.八节点三维块体单元C3D8R数量为2 862个，四节点离散刚体壳单元R3D4数量为1 087个，整个结构共有5 046个节点.图 1套孔过盈装配的有限元模型在模拟装配过程中，将加载曲线定义为“Amplitude→Tabular”，采用位移控制方式加载方式.2过盈装配的有限元结果验证对建立的过盈装配有限元模型进行求解，得到在装配过程有限元分析中的von Mises等效应力分布云图（见图2）、装配孔边缘路径的等效应力曲线（见图3）和装配孔边缘路径的压力曲线（见图4）.从有限元计算结果可知，在过盈装配过程中，电子封装盒螺钉孔周围的应力分布不均：在孔边缘靠近固定的根部区域应力最大，在远离根部的孔边缘等效应力也比较大.由图3和4可知，压力值在靠近边缘和根部区域最大.注意到在该项工程中，封装盒螺钉孔最外侧部位被设计成结构注塑成型的熔接线位置，而熔接线处是该工程塑料结构成型后最容易出现空洞和缺陷的部位，显然，从有限元分析结果可知，此为结构过盈装配易产生裂纹的部位.[4]图 2套孔过盈装配结构的等效应力云图图 3孔边缘路径的等效应力曲线图 4孔边缘路径的压力曲线根据该产品的实际装配工艺情况，可以验证上述情况确实是在过盈装配出现裂纹等问题的部位，由此证明有限元模型和计算结果的合理性.3分析和讨论在上述过盈装配模型的基础上，考虑偏心装配情况.将模拟螺钉套的离散刚体结构偏离圆孔中线，假设装配过程时，套管与孔对中的偏离误差量为套孔过盈量的10%，然后模拟装配过程.计算结果表明：当装配过程中套筒与固定孔对中出现误差，且偏差偏向于固定孔的外侧方向时，将会使装配孔根部的应力降低.这是由于在存在较小的偏心量情况下，偏心会导致在孔结构上产生附加拉应力，抵消在过盈装配过程中由于根部刚性大而产生的装配压应力情况.此外，如果将上述装配孔模型中的三维实体单元C3D8R改用四节点壳单元S4R建立模型，则可以很方便地进行网格划分，获得较高质量的网格，同时也可方便地模拟装配孔结构的加强筋.由于模拟套、空过盈装配过程时，可能会因壳单元形状畸变，导致计算失败，因此，在使用壳单元建立模型时，应使装配的过渡区域尽可能光滑过渡，避免壳单元发生畸变.4结束语Abaqus/Explicit模块可以有效地模拟电子封装盒螺钉孔的过盈装配过程.通过有限元分析可知，采用三维实体单元建立电子封装盒装配固定孔有限元模型是很有效的方法之一，但所建模型还需采用一些必要的辅助手段才能划分出较高质量的网格.此外，当装配孔的几何形状复杂会导致建立几何模型、划分网格的工作量大幅增加，随着模型单元数的增加，计算量和计算时间也将显著增加.如果采用壳体单元建立有限元模型，尽管划分网格容易，但必须根据装配过程的特点去掉接触部位的尖角和几何不连续处，以避免由于单元畸变导致无法计算的问题.可知，采用壳体单元建模，需要更多的技巧和有限元方面的理论知识.根据计算结果可知，由于在装配孔最外侧的应力较大，如果该部位存有缺陷，那么过盈装配时该部位必将产生裂纹.因此，建议在电子封装盒注塑成型时，避免将熔接线位置设计布置在应力较大的部位.参考文献：[1]庄茁，张帆，岑松，等. Abaqus非线性有限元分析与实例[M]. 北京：科学出版社，2005： 207237.[2]石亦平，周玉蓉. Abaqus有限元分析实例详解[M]. 北京：机械工业出版社， 2006：963.[3]赵腾伦，姚新军. Abaqus 6.6在机械工程中的应用[M]. 北京：中国水利水电出版社，2007： 198430.[4]刘鸿文. 材料力学（I）[M]. 5版. 北京：高等教育出版社， 2015： 210252.（编辑陈锋杰）。
基于ABAQUS的过盈配合有限元数值仿真
合面 尺寸 仅采 用基本 尺寸 ，不 考虑公 差 尺寸 。
１３ 离散模 型 ．
单 元 类 型 选 择 三 维 实 体 单 元 Ｃ Ｄ１Ｍ ， 为 ３ ０ 保 证 计 算 精 度 ，对 接 触 面 处 网 格 细 化 。 约 束 条
摘
（ 博世 电动工具 （ 中国）有限公 司 ，杭州 ３ ０ ０ ） １ ０ ７ 要 ：本文介绍 了Ａ Ａ Ｕ 有 限元分析软件 在过盈配合设计 中的应用 ，并 以其中一款手持 式电动工 Ｂ ＱＳ 具 内部 零件 的过盈配合设计 为例 ，详细 阐述 了离散模型的建模过 程 ，仿真模拟 了过盈 量对过 盈 配合 面间应力 、位移的影 响。
０ 引言
手 持 式 电动 工 具 内部 零 件 之 间 常采 用 过 盈 配 合 …来 形 成 传 递 扭矩 或承 受 轴 向 力或 限 制 周 向位
移 的能 力 。正 确 的 确 定过 盈量 ，在保 证 工 作 可 靠
设计 工程 师根据 经验选 择原 始公 差配合 尺寸
如表 ｌ 示。 所
表 １ 各零件尺寸公差
钢 管
内径 外 径
铝壳 １
内径 外 径
铝壳２
内径
性 的前 提 下 ，从 经 济 性 的原 则 出发 ，合 理 的运 用
标 准 ，选 择 相 应 的 配 合 ，是 过 盈 配 合设 计 的基 本
工作 。
公差尺寸 ￣２（ ７ ０
中 ３ ． ） ３（Ｄ） ￣４ＧＤ ） ４（２ ３（Ⅵ 中 ３ Ｏ ６ ２ 中 ６ ．） ０３ ０ ｌ １ ６ ８ Ｏ ｌ ５ ００ ０ ５ ５
接 触面 摩擦 系数 在 整个配 合 面表 面相 同 ，ｕ ０１ 。 ＝． １
有限元分析软件及应用
3.5 ANSYS软件加载、求解、后处理技术3.5.1 ANSYS 3.5.1 ANSYS 荷载概述荷载概述在这一节中将讨论:有限元分析软件及应用 8有限元分析软件及应用 8A. 载荷分类3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术3.5 ANSYS 软件加载、求解、后处理技术 B. 加载C. 节点坐标系D. 校验载荷孙瑛孙瑛 E. 删除载荷哈哈尔尔滨滨工工业业大学空大学空间结间结构研构研究中心究中心2010秋2010秋SSRCSSRC1/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A理技术A. 载荷分类B. 加载A. 载荷分类B. 加载ANSYS中的载荷可分为: 可在实体模型或 FEA 模型节点和单元上加载自由度DOF - 定义节点的自由度( DOF )值结构分析_ 沿单元边界均布的压力沿线均布的压力位移集中载荷 - 点载荷结构分析_力面载荷 - 作用在表面的分布载荷结构分析_压力在关键点处在节点处约约束体积载荷 - 作用在体积或场域内热分析_ 体积膨胀、内生束成热、电磁分析_ magnetic current density等实体模型 FEA 模型惯性载荷 - 结构质量或惯性引起的载荷重力、角速度等在关键点加集中力在节点加集中力SSR SSRC C SSR SSRC C2/ 76 3/ 76S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A S Space pace S Stru truc ctu ture re R Res esear earc ch h C Center enter, H , HI IT, T, CH CHIN INA A处理技术加载续加载续加载续加载续直接在实体模型加载的优点: 在FEA模型加载的优点:+ 几何模型加载独立于有限元网格. 重新划分网格或局 + 可方便在节点上施加荷载或约束.部网格修改不影响载荷.Guidelines Guidelines+ 加载的操作更加容易 ,尤其是在图形中直接拾取时.直接在实体模型加载的缺点: 在FEA模型加载的缺点:?ANSYS网格划分命令生成的单元处于当前激活的单 ?任何网格修改都会使已加荷载无效。
压装配合过盈量计算及有限元分析
压装配合过盈量计算及有限元分析乔颖敏;张建刚【摘要】为得到过盈量和温度改变时轴承孑孔应力的变化趋势及压装配合时过盈量的合理取值范围,根据过盈配合原理计算径向力和接触面应力,同时以某型号变速器输入轴轴承与轴承孑孔的过盈配合为例,建立有限元模型并进行数值模拟,得出此型号轴承压装配合过盈量最优范围.【期刊名称】《汽车工艺与材料》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】4页(P38-41)【关键词】过盈配合;压装力;有限元;应力【作者】乔颖敏;张建刚【作者单位】陕西法士特汽车传动工程研究院,西安710119;陕西法士特汽车传动工程研究院,西安710119【正文语种】中文【中图分类】TH133.3过盈配合是轴承与轴承孔配合常用的连接方式之一。
两个或两个以上的零件配合可分为滑动配合、过渡配合、紧配合等多种状态，过盈配合属于紧配合中的一种，二者配合过程中需用特殊工具以较大的压装力挤压进去，也可利用材料的热胀冷缩特性，把孔径材料预热或者把轴材料冷却，迅速插入待常温后即为过盈配合状态。
变速器的输入轴与离合器壳体通过轴承进行连接，轴承外圈与离合器壳体无相对滑动，轴承内圈与输入轴一起转动且相对无滑动，轴承内外圈连接之间严格无转动。
在实际工作过程中，轴承高速转动而产热导致零件升温、过盈配合量减小，在转动过程中轴承传递到外圈部分扭矩克服过盈周向摩擦而使轴承外圈与轴承孔有相互转动，致使出现轴承跑外圈现象。
长时间轴承跑外圈，会使轴承孔磨损，逐渐导致轴承孔径增大，进一步导致齿轮啮合状态变差，引起齿轮点蚀、断齿、轴承破坏等一系列变速器故障。
上述的工作过程存在复杂的非线性接触，数值求解困难。
常用的有限元分析理论[1]和相关软件在计算复杂接触问题方面具有较大优势，为计算过盈配合的应力分布提供了有效途径。
设有两个空心轴过盈配合，其中外轴（包容件）内径D2，外径d3，内轴（被包容件）内径D1，外径d2，则两轴过盈配合量为Δd=D2-d2，可根据制造公差计算。
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有限元分析软件在过盈配合联接安全核算中的应用
韦念龙;邓群;周晔;尹玉波
【期刊名称】《安全与环境工程》
【年(卷),期】2002(009)003
【摘要】ANSYS有限元分析软件正在被广泛应用于机械行业、岩土工程、电磁场分析、热力学分析以及流体力学等各个领域,由于其分析速度快、精度高、使用方便而成为当前国际有限元分析的主流软件.本文以标准直齿圆柱齿轮和轴的过盈配合为例,说明了ANSYS有限元分析软件在过盈配合联接安全核算中是可以适用的.文中对过盈配合联接中有限元分析力学模型的建立、单元型式的选取、分网精度的确定以及加载方式等,提出了自己的见解,并对部分后处理结果进行了简要分析.【总页数】4页(P37-40)
【作者】韦念龙;邓群;周晔;尹玉波
【作者单位】中国地质大学机电系,武汉,430074;中国地质大学机电系,武
汉,430074;中国地质大学机电系,武汉,430074;中国地质大学机电系,武汉,430074【正文语种】中文
【中图分类】X941
【相关文献】
1.ANSYS在过盈联接中的应用 [J], 曹燎原
2.过盈配合联接在破碎机花键齿轮轴修理中的应用 [J], 王文兵
3.有限元分析软件在过程设备设计教学中的应用研究 [J], 沈利民;李海生;刘焕胜;
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4.穴位敷贴配合舒适护理在过敏性鼻炎治疗中的应用 [J], 尹霞
5.穴位敷贴配合舒适护理在过敏性鼻炎治疗中的应用 [J], 尹霞;
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