圆角过渡台肩的扭转ANSYS算例验证（含实体单元施加扭矩的方法）【转发】

2017-08-23 by:CAE仿真在线来源:互联网

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使用ANSYS有限元软件,将台肩离散成SOLID186实体单元,对模型进行整体尺寸划分,单元尺寸为10mm,对圆角处再进行局部网格细化,单元离散如图所示。

实体单元只有三个方向平动自由度,无法施加力矩。为了施加扭矩和弯矩,根据多点约束方程理论,采取将小轴顶端截面上的节点捆绑在小轴顶端截面中心的导航节点的方法。

在小轴顶端中心位置处创建一个新的节点为导航节点,节点号为1e5(需大于模型中的已有节点编号),导航节点具有3个平动和3个转动自由度,然后将之前创建的节点组与导航节点捆绑需要的自由度。依次点击下图中的红色框图,开始建立捆绑。

最大切应力为122.54MPa,发生在台肩圆角过渡处,根据参考文献的拟合公式,见下图,算出应力集中系数为1.228,解析解为1.252,结果误差为1.9%,结果吻合很好。根据下图可知,当圆角半径与小轴直径的比值改变时,应力集中系数会有相应的变化规律,本例通过改变圆角半径,得出不同的应力值与应力集中系数,具体数值如下表所示。

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