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文檔簡介
1、1.分析過程1.1. 理論分析1.2. 簡化過程如果將Pro/E中的3D造型直接導入Abaqus中進行計算,則會出現(xiàn)裂紋縫隙無法修補,給后期的有限元分析過程造成不必要的麻煩,因此,在Abaqs中進行計算之前,對原來的零件模型進行一些簡化和修整。A. 法蘭部分不是分析研究的重點,因此將其簡化掉;B. 經計算,M24X3的螺紋的升角很小,在度,因此可以假設螺旋升角為0;C. 忽略螺栓和螺母的圓角等細節(jié);1.3. Abaqus中建模查閱機械設計手冊,得到牙型如下圖所示,在Abaqus中按照下圖所示創(chuàng)建出3D模型,如錯誤!未找到引用源。所示。同樣的方式,我們建立螺母的3D模型nut,如錯誤!未找到引用
2、源。所示。圖1-1圖1-2建立材料屬性并將其賦予模型。在Abaqus的Property模塊中,選擇Material->Manager->Create,創(chuàng)建名為Bolt&Nut的新材料,首先設置其彈性系數(shù)。在Mechanical->Elastic中設置其楊氏模量為193000Mpa,設置其泊松比為,如錯誤!未找到引用源。所示。建立截面。點擊Section->Manager->Creat,建立Solid,Homogeneous的12/13圖1-3各向同性的截面,選擇材料為Bolt&Nut,如錯誤!未找到引用源。所示。將截面屬性賦予模型。選擇Assign
3、->Section,選擇Bolt模型,然后將剛剛建立的截面屬性賦予它。如錯誤!未找到引用源。所示。同樣,給螺母nut賦予截面屬性。irEditSectionAssignmentRegionRegion:£et-52Sectio-nSection:Section-1Note:Listcontainsonlysectionsapplicabletotheselectedite-gions.Type:Solid,Homo-geneousMaterial:boltnutOKCancel圖1-433/13£3IMaterial:bolt&nut=EditSectionN
4、ame:Section-1Type;Solid.Homogeneo-us圖1-6nPlanestress/strainthickness:OKCancel圖1-5然后,我們對建立的3D模型進行裝配,在Abaqus中的Assembly模塊中,我們同時調入兩個模型,然后使用Constraint->Coaxial命令和Translate和Instanee命令對模型進行移動,最終的裝配結果如錯誤!未找到引用源。所示。第四步,對模型進行網格劃分。進入Abaqus中的Mesh模塊,然后選擇Bolt零件,使用按邊布種的方式對其進行布種,布種結果如錯誤!未找到引用源。所示。在菜單Mesh->Con
5、trol中進行如錯誤!未找到引用源。所示的設置使用自由網格劃分,其余設置使用默認。在菜單Mesh->Elementtype中選用如錯誤!未找到引用源。所示的設置。按下Mesh圖標,對工件進行網格劃分,最終的結果如錯誤!未找到引用源。所示。同樣的方式對螺母模型nut進行網格劃分,最終結44/13果見錯誤!未找到引用源。所示。1016/13圖1-7Element5hape匚用曰Hex-dominated9TetCWedgeTechnique©As詮聲FreeStr-.turT-J圜OSw&E-pCjBet!口m-up©MultipleAlgorithruSUted
6、efaultalgorithmNon-standardintaifioredementgrowfib1.D5L05£lGrmvthratemappedtrimwhinganboundingFaceswhereInsertboundarylayerDfaulKCsncd圖1-8圖1-9圖1-10圖1-11第五步,創(chuàng)建分析步。在Step模塊中,點擊Step->Manager圖標,創(chuàng)建新的分析步,類型為Static,General,名稱為Step-Load,其余使用默認設置即可。第六步,添加約束條件和載荷。在Interaction模塊中,選擇Tools->Surface-Man
7、ager,創(chuàng)建如錯誤!未找到引用源。所示的表面為集合Load_shang和Load_xia,分別用作加載載荷和約束。選擇Load模塊,在BC->Manager->Creat中創(chuàng)建約束BC-ENCASTED,選擇剛剛定義的Load_xia集合,將6個自由度全部約束,如錯誤!未找到引用源。所示。下面我們?yōu)槟P吞砑蛹s束,選擇Load->Create,進入約束創(chuàng)建界面,選擇約束施加的表面為我們之前設定的Load_shang,施加的載荷的類型為Pressure,大小為,具體設置如錯誤!未找到引用源。所示。圖1-12EditBoundaryCcnditionName!EC-Enca&am
8、p;tedType:£ymmetry/Antisymmetry/EncaEtreInitialRegion;Set-3怎CS-YS:tGLobal)怎人:?X5YMMfUl=UR2=UR3=YS-YMM(U2=UR1=UR3=0):ZYMMCU3=UR1=UR2=0)XASYMMU2=U3=UR1=O:Abaqus/Standardonly)YASYMMU1=U3=UR2=0;Abaqut/Standardonly)ZASYMMUl=U2=UR3=0:Abaqus/Standardonly)DIMMED(Ul=U2=U3=04ENCASTRE(Ul=U2=U3=UR1=UR2=UR2
9、二0)OK:Cmncel圖1-13十rEditLoadName:Load-1Pre5-SLiireStep-load(Static,General)Region;Load_5hang怎OKCaned圖1-14第六步,定義接觸面。接觸面是Abaqus分析中非常重要的一環(huán)。進入Abaqus中的Interaction模塊,先在Tools->Surface菜單中設置我們要定義的兩個相互接觸的面。如錯誤!未找到引用源。所示,螺栓上的接觸面主要是螺紋的下表面,按著Shift鍵依次將其選中。如錯誤!未找到引用源。所示,螺母上的接觸面主要是螺紋的上表面,同樣按著Shift鍵依次將其選中。設置接觸面的屬性
10、。選擇Interaction->Manager->Creat中創(chuàng)建接觸面,類型選擇面和面接觸,選擇Mechanical->TangentialBehavior,輸入摩擦系數(shù)為,選擇Mechanical->NormalBehavior,接受默認設置,最終設置如錯誤!未找到引用源。所示。選擇Interaction->Creat,創(chuàng)建螺栓和螺母之間的接觸,接觸,類型選擇剛剛定義的接觸類型,設置結果如錯誤!未找到引用源。所示。圖1-15圖1-16圖1-17令EditInteractionName:Int-1關閉Type:Surface-to-surfacecontact(
11、Standard)Step:Step-load(StatiCjGeneral)0Mastersurface:bolt_surf怎'r(H|Slavesurface:nuOurfQSlidingformulatiom:FiniteslidingSmallslidingDiscretizationmethod:SurfacetosurfaceIIExcludeshell/membraneelementthicknessDegre-eo:smoothingformastersurface:0.2Usesupplementary匚ontactpoints:SelectivelyONeverOA
12、lways匚ontacttracking:aTvoconfigurations(path)QSingle匸onfiguration(state)SlaveAdjustmentSurfaceSmoothingClearanceBondingQNoadjustmentAdjustonlytoemoveoverclosure_Specifytolerance-foradjustmentzone:0Adjustslavenodesinset:Contactinteractionproperty:IntProp-1Options:inteirferenceFit.Contactcontrol's
13、!(Default0ActiveinthisstepOKCancel圖1-18最后,創(chuàng)建任務,接受默認設置,并提交計算。1.4. 仿真結果將任務提交計算之后,得到的3維應力云圖如錯誤!未找到引用源。所示。為了觀察更為方便,我們將云圖剖開,如錯誤!未找到引用源。所示。從云圖中我們可以看出,螺栓頭部與螺桿相接觸的地方的應力較大,螺栓的螺紋處,由于截面發(fā)生變化也聚集著較大的應力。由于在仿真過程中,將壓力施加在螺母的下表面,因此螺母的下方的變形較大,螺母的下方的幾條螺紋的受力較大,頂層的兩層螺紋幾乎不受力。使用Abaqus中的工具對題目要求的節(jié)點的應力進行測量,結果如錯誤!未找到引用源。所示。1.000ODBrJob-2.odbAhanus/Staridard6.131SunJui«:m-:z:21:44GMT408-002014圖1-19IAbsqus/Standardti.13-11.000S.Rii
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