在有限元分析软件Hypermesh中用autocleanup对模型进行几何清理,之后进行网格划分,由于考虑到网格质量以及计算速度,对可能存在应力集中的螺栓孔和键槽略微进行细化处理,得到质量较高的网格2756个,节点3928个,如图网格的质量不仅决定了计算结果,质量不好的网格还会使计算机求解时出现错误,故对划分好的网格要进行单元质量检查,主要对Warpage(翘曲度),Aspeel(纵横比),Skew(扭曲角)Jacobian(雅克比)进行检查,在有限元模型中对于翘曲度、纵横比、扭曲角、雅克比等都有严格的限制,但是还是允许有一些不合格的单元,不过其与总单元的比例必须要低于某值,此有限元模型设定单元翘曲度不低于5,纵横比不低于5,扭曲角不低于600,雅克比不高于0.7,不合格单元所占比例不高,结果如表。
从检查结果可以看出大部分单元质量合格,由于在过渡地方要进行节点合并,所以造成有些网格雅克比值大于0,但所占比例对分析结果影响不大,所以网格划分合格。加载及求解,有限元模型从Hypermesh导入ANSYS时,需要在Hypermesh中定义单元类型,此模型选择单元类型为带有8个节点的单元Soild45,将模型导入ANSYS中具体步骤如下:在Hypermesh中,File-Export,在弹出的子面板中选择Export
type为FE
Model File type为ANSYS,保存为后缀为.cdb的文件;在Ansys中,File-Read
Input from,Y型联轴器在额定转矩下其变形非常小,刚度也满足要求,材料的屈服强度为270MPa,半联轴器最大的应力为47.289MPa,但螺栓孔处应力较集中,局部应力过大,由于轮胎式联轴器多用于起动频繁、正反转多变的环境,故轮胎式联轴器的实效形式可能在螺栓孔出现疲劳变形,这样的分析结果与工程实际基本相吻合。
优化:由于螺栓孔处应力较集中,故在实际应用中应避免螺栓孔处受到附加的弯曲载荷,可在螺栓孔处设计凸台或沉头等结构,也可使用垫圈,在半联轴器加工过程中可采取相应热处理提高材料的抗扭强度。
运用Hypermesh和ANSYS软件对轮胎式联轴器有限元分析的操作的详细步骤,可以为同类型及其他类型的联轴器结构的有限元分析提供参考。
更多阅读:
加载中,请稍候......