工程案例:凸輪機構(gòu)疲勞斷裂分析(剛?cè)狁詈霞捌冢?018-04-18

問題描述:凸輪機構(gòu)在實際使用中,在切面位置發(fā)生斷裂,進行強度及疲勞分析,找出斷裂失效原因并優(yōu)化結(jié)構(gòu)。

步驟:

ü?材料:鋼材(帶疲勞特性參數(shù)的鋼材,可直接進行疲勞分析);

ü?幾何:清理小孔,部分零件合為一個part;

ü?模型:分配疲勞材料;全部柔體【部分部件可改為剛體,加快求解】;抑制2個小平板;

ü?局部坐標系:凸輪旋轉(zhuǎn)中心;

ü?接觸:綁定、3個光滑摩擦(to touch);不要有多余的綁定防止過約束引起大應(yīng)力【接觸可調(diào)整,如加入摩擦系數(shù),調(diào)整接觸間隙】,具體接觸設(shè)置如下圖所示:

ü?彈簧:回位彈簧,剛度20N/MM,阻尼5NS/MM(可防止跳動,該參數(shù)可調(diào)整,參考汽車懸架的剛度25n/mm,阻尼5ns/mm);

ü?網(wǎng)格:sweep+六面體為主;網(wǎng)格整體尺寸用24mm;關(guān)鍵部件6mm、凸輪面6mm,導(dǎo)向桿接觸位置等4mm,測試計算時放棄中節(jié)點;(精確計算時建議整體6mm局部3mm,打開中節(jié)點);測試網(wǎng)格如下圖所示:

ü?分析設(shè)置:(1)時間=0.2s(對應(yīng)108°,實際只有102.6°存在凸輪與滾輪的接觸,為了求解時間考慮只計算一周中接觸的部分及6°的卸載應(yīng)力,用于疲勞計算);(2)子步324-108-1000【該參數(shù)可調(diào)整,如108-54-1000】;(3)打開大變形;

ü?約束:(1)固定;(2)上料桿及下料桿施加遠端約束,只保留UY自由度;(3)導(dǎo)向桿孔也施加遠端約束,只保留UY自由度;

ü?載荷:(1)1000N恒定力;(2)凸輪-108°旋轉(zhuǎn)角度;(3)重力;

ü?后處理:查看應(yīng)力及變形;

? ü 然后使用Fatigue進行應(yīng)力疲勞分析。

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