搜索CAE考试样题：有圆角过渡台阶圆轴拉伸的应力集中系数计算
2017-06-03 by:CAE仿真在线 来源:互联网
导读:应力集中现象普遍存在于各种工程结构中,大部分结构破坏事故是应力集中引起的。为确保工程结构的使用安全,提高产品的质量和经济效益,必须科学地处理结构元件的应力集中问题。
问题描述:
大小端直径分别为D和d的圆轴,周向有圆角过渡的台肩,台肩圆角半径为r,见下图。当圆轴承受拉伸载荷时候,最大应力发生在小端表面与过渡圆弧的切点附近。已知L1= L2= 200mm,D= 70mm,d= 50mm,r= 5mm。弹性模量E= 210GPa,泊松比μ=0.3。在小轴顶端施加100MPa的拉力。计算该轴的最大应力和应力集中系数。
问题分析:
圆轴在受拉载荷作用下,同一半径的任意圆周角度的应力是相同的,因此可按照轴对称模型建模。建模方法请参考:厚壁圆筒应力分析:轴对称模型ANSYS分析。
计算结果:
本算例ANSYS的数值解的最大应力为197.2MPa,应力集中系数为1.97。
根据文献中的拟合公式,见下图,图中拉力P单位是N,算得应力集中系数Kt为1.82。根据已知参数,得出本算例经验值的最大应力为182MPa。
ANSYS的数值解与拟合公式的计算误差为(1.97-1.82)/1.82=8.24%。
拟合公式的参考文献:“Peterson's stress concentration factors” Second edition, by W.D. Pilkey。
计算步骤:
请选择微信网页版或微信电脑版<蓝光1080P>观看,更清晰。
命令流:
/PREP7
ET,1,PLANE183 !单元类型
KEYOPT,1,3,1 !轴对称
MP,EX,1,2.1e5 !材料属性
MP,PRXY,1,0.3
K,1,,,, !关键点
K,2,35,,,
K,3,35,200,,
K,4,25,200,,
K,5,25,400,,
K,6,0,400,,
LSTR,1,2 !线
LSTR,2,3
LSTR,3,4
LSTR,4,5
LSTR,5,6
LSTR,6,1
LFILLT,3,4,5, , !圆弧倒角线
AL,all !线围成面
AESIZE,all,5, !面的单元尺寸
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
AMESH,all !分网
LREFINE,7, , ,5,1,1,1 !圆弧线细化网格
FINISH
/SOL
DL,1, ,UY, !轴向约束
SFL,5,PRES,-100, !轴向拉力,MPa
SOLVE
FINISH
/POST1
PLNSOL, S,Y, 0,1.0 !轴向应力
/EXPAND,36,AXIS,,,10
转自:本文作者:张强 视频制作:王九亮 微信号:好学ANSYS 微信ID:ansys-good 好学ANSYS出品
相关标签搜索：CAE考试样题：有圆角过渡台阶圆轴拉伸的应力集中系数计算 Ansys有限元培训 Ansys workbench培训 ansys视频教程 ansys workbench教程 ansys APDL经典教程 ansys资料下载 ansys技术咨询 ansys基础知识 ansys代做 Fluent、CFX流体分析 HFSS电磁分析 Abaqus培训
