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工程案例:凸轮机构疲劳断裂分析(刚柔耦合及疲劳)2018-04-

工程案例:凸轮机构疲劳断裂分析(刚柔耦合及疲劳)2018-04-

作者: 太阳_53df | 来源:发表于2018-04-18 13:31 被阅读0次

    问题描述:凸轮机构在实际使用中,在切面位置发生断裂,进行强度及疲劳分析,找出断裂失效原因并优化结构。

    步骤:

    ü 材料:钢材(带疲劳特性参数的钢材,可直接进行疲劳分析);

    ü 几何:清理小孔,部分零件合为一个part;

    ü 模型:分配疲劳材料;全部柔体【部分部件可改为刚体,加快求解】;抑制2个小平板;

    ü 局部坐标系:凸轮旋转中心;

    ü 接触:绑定、3个光滑摩擦(to touch);不要有多余的绑定防止过约束引起大应力【接触可调整,如加入摩擦系数,调整接触间隙】,具体接触设置如下图所示:

    ü 弹簧:回位弹簧,刚度20N/MM,阻尼5NS/MM(可防止跳动,该参数可调整,参考汽车悬架的刚度25n/mm,阻尼5ns/mm);

    ü 网格:sweep+六面体为主;网格整体尺寸用24mm;关键部件6mm、凸轮面6mm,导向杆接触位置等4mm,测试计算时放弃中节点;(精确计算时建议整体6mm局部3mm,打开中节点);测试网格如下图所示:

    ü 分析设置:(1)时间=0.2s(对应108°,实际只有102.6°存在凸轮与滚轮的接触,为了求解时间考虑只计算一周中接触的部分及6°的卸载应力,用于疲劳计算);(2)子步324-108-1000【该参数可调整,如108-54-1000】;(3)打开大变形;

    ü 约束:(1)固定;(2)上料杆及下料杆施加远端约束,只保留UY自由度;(3)导向杆孔也施加远端约束,只保留UY自由度;

    ü 载荷:(1)1000N恒定力;(2)凸轮-108°旋转角度;(3)重力;

    ü 后处理:查看应力及变形;

      ü 然后使用Fatigue进行应力疲劳分析。

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