要在ANSYS軟件中建立聯軸器的幾何模型,首先應結合分析目的,需對鑫程聯軸器幾何模型進行合理的簡化,具體包括:(1)忽略大多數的圓角;(2)忽略各處的螺栓及螺栓孔;(3)將螺釘簡化成圓柱狀;(4)外花鍵軸上的一些小凸臺對網格劃分不利,也將其取消簡化。通過上述建模方法,即可以省去大量的建模時間,而且在對模型后續處理中會更加方便、高效,而且也不會影響仿真計算結果。
網格劃分
利用ANSYS軟件對幾f可模型的分割功能,用水平工作平面對聯軸器幾何模型進行整體分割,再泳J用掃略命令對模型進行網格劃分。在螺釘與碳纖維支撐套間的接觸區域,螺釘與碳纖維管間的接觸區域和橡膠件與金屬件間的接觸區域應使用局部網格控制功能控制局部網格的}陌J和密度a找叮分好網格的模型,要確保網格質量可用細長比、錐度比、內角、翹曲量、拉伸值、邊節點位置偏差等指標度量,保證有高質量的網格。最終生成聯軸器有限元莫型。
接觸對的建立
采用剛一柔面一面接觸單元,分別用Targe170來模擬目標面,用Conta174來模擬接觸面。并給目標單元和接觸單元指定相同的實常數來建立一個接觸對。采用面一面接觸單元是基于以下幾點原因:面一面接觸單元與低階的SOLID45單元和高階solid 186單元都兼容;支持大滑動和摩擦的大變形;沒有剛體表面形狀的限制。在創建橡膠件與鋼圈間接觸時,選擇剛度大的鋼圈內表面作為目標面,選擇橡膠件外表面作為接觸面;并將罰剛度比例系數FKN設為1.4,將拉格朗日乘子侵人比例系數設為0.2。在創建螺釘與碳纖維支撐套間的接觸、螺釘與碳纖維管間的接觸時,選用螺釘表面為目標面,選擇螺釘孔面為接觸面;將罰剛度比例系數FKN設為1,將拉格朗日乘子侵人比例系數設為0.4.對創建好的接觸對,應檢查外法線的方向。對3-D單元,按結點序號以右手定則來決定單元的外法向,接觸面的外法向應該指向目標面,否則、在開始分析計算時,程序可能會認為有面的過度滲透而很難找到初始解。所建立的靜態接觸模型。
其他載荷步計算結果可以得出,彈性體總成的變形量最大,這主要與彈性橡膠件的的力學性能有關。通過以上計算,可以得到橡膠件所受轉矩與其變形量之間的關系,如圖4所示。從圖4中可以看出橡膠件的彈性特性在承受扭矩T--(0-700)N.m范圍內,是呈線性變化的,即扭轉剛度為常數。在公稱轉矩條件下仿真計算結果與設計目標的最大誤差小于3%,因此、仿真結果符合設討要求。當轉矩大于公稱轉矩時,橡膠件的剛度呈現非線性變化,從而實現緩沖、減振的目的。