使用 SOLIDWORKS Simulation 中的热边界条件来模拟压配合连接

文章来源：SOLIDWORKS代理商-卓盛信息

当接口组件之间存在大量干涉时，在SOLIDWORKS Simulation中模拟压配合条件可能非常具有挑战性。这种类型的分析需要非线性研究来捕获压配合引起的大变形。存在可用于模拟压配合连接的无穿透接触条件。它在软件中称为热压配合条件。

在启用大位移选项的情况下运行非线性分析或线性静态分析时，求解器将在第一个时间步中求解热压配合条件。根据干扰量的不同，有时求解器无法成功执行计算。正版SOLIDWORKS

在这些情况下，必须通过其他方式模拟压配合条件。另一种方法是应用热边界条件来模拟接口组件的收缩和膨胀。本文将介绍当热压配合边界条件不成功时，使用热边界条件成功模拟压配合连接的工作流程。

型号规格

在此示例中，分析涉及将 2 英寸直径的圆轴压入具有 1.9 英寸圆孔的支架中。由于模型和载荷是四分之一对称的，因此模型的四分之一将用于分析设置。

热配合无渗透接触条件的非线性分析

模型上应用了两个夹具。将对称夹具应用于通过对称切割创建的四个表面。该夹具限制了两个自由度。为了限制第三自由度并阻止刚体运动，将使用参考几何夹具应用于每个组件上的单个顶点以限制轴向平移。使用平面作为参考实体，并将法线到平面的平移设置为零。在接口部件的圆柱面之间设置热压配合无穿透接触组。江苏SOLIDWORKS

由于接口组件之间存在较大干扰，分析失败。非线性求解器对话框窗口中显示的警告为：增量塑性应变太大；自动复位。每个组件在初始时间步长中的位移太大，求解器无法满足平衡约束。

热边界条件的非线性分析

在此分析设置中，轴轴向移动，以便组件之间不存在初始接触。将对称夹具应用于通过对称切割创建的四个表面。该夹具限制了每个部件的两个自由度。为了限制支架模型的第三自由度，在其一个表面上应用平面夹具来限制法线方向的运动。

对支架体施加温度负载，将其从 75 °F 加热到 500 °F。该负载的目的是使其孔扩大到大于轴直径。零应变研究设置的参考温度设置为 75 °F。这表明 75 °F 时不存在由热载荷引起的位移。增加了支架材料的热膨胀系数，使本体更容易热膨胀。设置时间曲线来控制支架组件的加热和冷却。SOLIDWORKS价格

由于组件在任何方向上的热膨胀都不受限制，因此支架加热至 500 °F 后的冯米塞斯应力大小为零。

将支架加热至 500 °F 后，轴轴向移动以在支架孔内居中。这是通过使用另一个应用于轴表面之一的平面夹具来实现的。它保持静止，直到支架被加热到 500 °F，然后通过使用时间曲线将其移动到位。然后，支架部件的温度逐渐降低，引起支架和轴之间的接触，从而形成热压配合连接。购买SOLIDWORKS

以下屏幕截图显示了从支架组件移除热载荷后的径向位移和 von Mises 应力。

一如以往，谢谢阅读，快乐阳光！——SOLIDWORKS代理商（SOLIDWORKS 2023）