Ansys 弹性轴承装配模拟

弹性轴承是厨房龙头中常用的一种设计,本文通过ansys软件来模拟轴承在安装时的受力情况。

一、导入三维几何模型

在Ansys中导入如下简化后的阀芯,包括三个零件,1、弯管 2、接头 3、弹性轴承。

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二、设置零件材料如下:

弯管:铜

接头:塑料(尼龙66)

弹性轴承:POM

三、接触面设置

1、接头和轴承接触面设置

接触类型选择“摩擦”,摩擦系数设为0.1,界面设置为“调整至接触”,其它选用软件默认设置。采用“调整到接触”选项的原因是这两个零件在装配完成后理论上是不存在任何间隙的。

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检查软件自动检测到的接触面,确保所有的接触表面都已经选中:

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红色面为接触面,蓝色面为目标面

2. 弯管与轴承接触面设置

接触类型选择“摩擦”,摩擦系数设为0.1,界面设置为“调整到接触”,打开法向硬度,将系数选为0.1。其它选用软件默认设置。采用“调整到接触”选项的原因是这两个零件在装配完成后理论上是不存在任何间隙的。

法向硬度系数,系统默认为1,对于有变形的情况,可以选择0.01-0.1的系数范围以获得稳定的收敛解。系数越小,接触面之间的碰穿(penetration)就越大,迭代时间越长。系数为10则模拟接触面为粘结(Bond)的情况。

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检查软件自动检测到的接触面,确保所有的接触表面都已经选中:

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、创建网格

设置网格精度为0.3mm,生成网格模型。

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五、边界条件设置

1、设置阀芯座底面为固定面。

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2、分析步设为三步,步长采用系统默认:

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3、在弯管下面方施加位移:

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位移值如下:

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在第一个分析步施加一个很小的位移以供系统建立接触,第二个位移弯管接触到轴承上表面,第三个位移弯管接触到轴承下表面。

六、设置分析结果进行求解

在求解器中设置变形和等效应力,接触面状态和压力,反作用力。点击“求解”按钮开始分析。

反作用力设置如下:

  1. 右键点击求解器插入“探针”–> “力反馈”
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2. 力反馈位置为边界条件–>位移

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七、分析结果

收敛曲线:

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弹性轴承最大变形为0.11mm,变形并不大。

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总体位移动画:,时长00:10

变形动画(实际尺寸):,时长00:10

变形动画(放大16x):
,时长00:10

限位块应力云图:

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接头应力云图:

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接触压力—受压区域与预期相符

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总反作用力曲线:在位移最后阶段达到最大58N

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八、设计改善

模拟结果显示反作用力稍微有些大,将接头与轴承配合的内径减少0.2mm,重新模拟:

轴承最大变形变为0.15mm

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装配时的总反作用力由58N减少为5N左右,大大降低。

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以上就是弹性轴承模拟的全部步骤和结果,如果错误与不足之处,敬请斧正!

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