圓角過渡臺肩的扭轉ANSYS算例驗證（含實體單元施加扭矩的方法）【轉發(fā)】

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

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使用ANSYS有限元軟件,將臺肩離散成SOLID186實體單元,對模型進行整體尺寸劃分,單元尺寸為10mm,對圓角處再進行局部網(wǎng)格細化,單元離散如圖所示。

實體單元只有三個方向平動自由度,無法施加力矩。為了施加扭矩和彎矩,根據(jù)多點約束方程理論,采取將小軸頂端截面上的節(jié)點捆綁在小軸頂端截面中心的導航節(jié)點的方法。

在小軸頂端中心位置處創(chuàng)建一個新的節(jié)點為導航節(jié)點,節(jié)點號為1e5(需大于模型中的已有節(jié)點編號),導航節(jié)點具有3個平動和3個轉動自由度,然后將之前創(chuàng)建的節(jié)點組與導航節(jié)點捆綁需要的自由度。依次點擊下圖中的紅色框圖,開始建立捆綁。

最大切應力為122.54MPa,發(fā)生在臺肩圓角過渡處,根據(jù)參考文獻的擬合公式,見下圖,算出應力集中系數(shù)為1.228,解析解為1.252,結果誤差為1.9%,結果吻合很好。根據(jù)下圖可知,當圓角半徑與小軸直徑的比值改變時,應力集中系數(shù)會有相應的變化規(guī)律,本例通過改變圓角半徑,得出不同的應力值與應力集中系數(shù),具體數(shù)值如下表所示。

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