(6)施加固定约束和扭矩
首先,在圆环内端面上施固定约束,选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Displaedment>On Areas命令,选择圆环内端面。施加约束后,效果如图5.16所示。
其次,在圆环外端上施加扭矩。由于在ANSYS中不能直接施加扭矩只能换算成节点上的集中力进行施加。根据工作扭矩的大小T=7031N.m,由于部分端面上的单元体个数为33个所以有每个节点上的集中力为
F=
选择Main Menu>>Solution>Define Loads>Apply>Structural>Force>Moment>On Nodes,在圆环外端面最上方的圆的节点上依次施加集中力,结果如图5.17所示。

(7)施加轴向附加载荷
轴向不对中时,根据实际情况取中量为△ax=5mm,则可以认为外端面沿z轴方向的位移为5mm,如图5.18所示。产生的附加的轴向载荷按照。选择选择Main Menu>>Solution>Define
Loads>Apply>Structural>Force>Moment>On Nodes命令,选择圆环外端面上所有的节点,在出现的对话框中选择CZ,并在输入value文本框中输入39。加载后的结果如5.19所示。旁边为局部放大图。

(8)设置求解选项并求解
设置分析类型及各种选项:制定分析类型为“Static”; 考虑大变形效果,设置“Large displacement effects”;打开预测器;设置载荷步,载荷终止时间为0.3,共有20个子步,并且是自动计时开关打开。开始求解,选择Main Menu>Solution>Solve>Current LS命令,将会弹出一个信息检查窗口。浏览信息后,若确认无误,即可关闭检查窗。然后开始进行分析计算。当出现Solulioni。done对话框以后,即表示计算结束。
(9)结果分析
1.显示节点的综合位移:由于结构的变形很小,在图形上很难显示,所以选择显示节点的综合位移,选择Main Menu>General Postproc>Plot Result>NodalSolu,在弹出的对话框内选择“DOF solution”,第二栏内选择“Displacement vector sum”,则其显示的云图如图5.20,5.21所示,从图中可以看出由于受到轴向的附加拉应力,圆环外端面具有较大的位移。并且在圆环面上几乎均布。其结果与理论分析一致。

2.显示节点的Von Mises应力云图;选择Main Menu>General Postproc>Plot Result>NodalSolu,在弹出的对话框内选择“Stress”,第二栏内选择“Von Mises Stress”,则其显示的云图如图5.22,5.23所示

从图中可以看出最大的等效应力均在联轴器圆环外端面的最外层上,这也与理论研究相符合。
3.显示节点的Von Mises应变云图:选择Main Menu>General Postproc>Plot Result>NodalSolu,在弹出的对话框内选择“Strain”,第二栏内选择“Von Mises Strain”,则其显示的云图如图5.24,5.25所示
从应变图中可以看出最大应变的位置也是在圆环的外端面。

5.4.3 径向不对中模拟
径向不对中的模拟过程基本上类似轴向不对中,不同的是这时的位移变成了y轴方向的位移,如图5.26所示。因此产生的附加载荷沿着y轴方向。故重复上节中的(1),(2),(3),(4),(5),(6)步骤。
施加附加载荷:径向不对中时橡胶圆环左端面受到附加的向下的剪应力,右端面受到附加的向上的剪应力,并且在旋转过程中,剪应力τrad的大小和方向都不会随着圆环的旋转角度改变而改变。现在开始施加由于径向的位移产生的附加剪应力。加载后的模型如图5.27所示,旁边为局部放大图。

设置分析类型及各种选项并求解:制定分析类型为“Static”;考虑大变形效果,设置“Large displacement effects”;打开预测器;设置载荷步,载荷终止时间为0.3,共有20个子步,并且是自动计时开关打开。
开始求解,选择Main Menu>Soulution>Solve>Current LS命令,将会弹出一个信息检查窗口。浏览信息后,若确认无误,即可关闭检查窗。然后开始进行分析计算。当出现Solution is done对话框以后,即表示计算结束。
1.显示节点的综合位移:选择Main Menu> General Postproc>Plot Result>NodalSolu,在弹出的对话框内选择“DOF sloution”,第二栏内选择“Displacement vector sum”,则其显示的云图如图5.28,5.29所示
从云图上可以看出最大综合位移发生在联轴器上端和下端,在中间平衡位置时的综合位移也较大。

2.显示节点的Von Mises应力云图:选择Main Menu> General Postproc>Plot Result>NodalSolu,在弹出的对话框内选择“Stress”,第二栏内选择“Von Mises Stress”,从应力运图中可以看出最大等效应力在联轴器的几个极限位置,这与理论分析相符合。

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