圓角過(guò)渡臺(tái)肩的扭轉(zhuǎn)ANSYS算例驗(yàn)證（含實(shí)體單元施加扭矩的方法）【轉(zhuǎn)發(fā)】

2017-08-23 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

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使用ANSYS有限元軟件,將臺(tái)肩離散成SOLID186實(shí)體單元,對(duì)模型進(jìn)行整體尺寸劃分,單元尺寸為10mm,對(duì)圓角處再進(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)化,單元離散如圖所示。

實(shí)體單元只有三個(gè)方向平動(dòng)自由度,無(wú)法施加力矩。為了施加扭矩和彎矩,根據(jù)多點(diǎn)約束方程理論,采取將小軸頂端截面上的節(jié)點(diǎn)捆綁在小軸頂端截面中心的導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)的方法。

在小軸頂端中心位置處創(chuàng)建一個(gè)新的節(jié)點(diǎn)為導(dǎo)航節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)號(hào)為1e5(需大于模型中的已有節(jié)點(diǎn)編號(hào)),導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)具有3個(gè)平動(dòng)和3個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度,然后將之前創(chuàng)建的節(jié)點(diǎn)組與導(dǎo)航節(jié)點(diǎn)捆綁需要的自由度。依次點(diǎn)擊下圖中的紅色框圖,開始建立捆綁。

最大切應(yīng)力為122.54MPa,發(fā)生在臺(tái)肩圓角過(guò)渡處,根據(jù)參考文獻(xiàn)的擬合公式,見(jiàn)下圖,算出應(yīng)力集中系數(shù)為1.228,解析解為1.252,結(jié)果誤差為1.9%,結(jié)果吻合很好。根據(jù)下圖可知,當(dāng)圓角半徑與小軸直徑的比值改變時(shí),應(yīng)力集中系數(shù)會(huì)有相應(yīng)的變化規(guī)律,本例通過(guò)改變圓角半徑,得出不同的應(yīng)力值與應(yīng)力集中系數(shù),具體數(shù)值如下表所示。

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