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】

2017-08-23  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

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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,根據多點約束方程理論,采取將小軸頂端截面上的節點捆綁在小軸頂端截面中心的導航節點的方法。

在小軸頂端中心位置處創建一個新的節點為導航節點,節點號為1e5(需大于模型中的已有節點編號),導航節點具有3個平動和3個轉動自由度,然后將之前創建的節點組與導航節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,發生在臺肩圓角過渡處,根據參考文獻的擬合公式,見下圖,算出應力集中系數為1.228,解析解為1.252,結果誤差為1.9%,結果吻合很好。根據下圖可知,當圓角半徑與小軸直徑的比值改變時,應力集中系數會有相應的變化規律,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,具體數值如下表所示。

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