法兰套接触有限元分析.pdf

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1、研究与分析·机械研究与应用·法兰套接触有限元分析刘立美，严慧萍，吴晓红，焦爱胜(兰州工业高等专科学校机械工程系，甘肃兰州730050)摘要：接触问题是一种典型的边界条件非线性问题，接触体的接触面积和压力分布随外栽荷变化而变化。在分析接触问题时，使用Abaqus／standard模块。tt,~-确模拟接触的过程，判断接触状态、输出接触压力、接触面积、能量的变化、局部方向的摩擦剪应力和相对切向滑移。通过对螺钉连接的法兰套和支座的接触分析，得到螺钉、法兰套和支座变形程度和应力大小，以便于正确施加螺钉夹紧力。关键词：接触；法兰套；Abaqus软件；有限元中

2、图分类号：TG251文献标识码：A文章编号：1006—4414(2010)03—0025—02FilliteelementanalysisoftheflangecasecontactLiuIA—mei，YanHui—ping，WuXiao—hong，JiaoAi—sheng(MechanicalengineeringofLanzhouPolytechniccollege，LanzhouGansu730050，China)Abstract：Thecontactproblemisatypicalnon—linearboundaryconditionin

3、mechanicalengineering，thecontactingareaandpressurebetweentheinterfaceschangedwiththeexternalloads．IfusingtheAbaqus／standardmodalwhenanalyzedthecon—tactbetweentheinterfaces，thecontactprocessmaybesimulatedcorrected，thecontactstatusmaybejudged，thecontactpress~e，areaandtheenergyma

4、ybeoutputandatthe$anletimethefrictionshearingstren~handtherelativetangentialslidemayalsobeoutput．Thecontactbetweentheflangec88eandthebracketjoinedwithsixscrew8isanalyzedandthedeformationextentandthestressesaleobtained．Thusthetighteningforcecabisloadedcorrectly．Keywords：contact

5、；flangecase；Abaqussoftware；thefiniteelementanalysis1引言许多机械工程问题都涉及两个或以上部件之问的接触，在这些接触问题中，当两个物体彼此接触时，垂直于接触面的力作用在两个物体上。在接触之间存在摩擦，可能产生剪力和阻止物体切向运动。接触兰问题实际上是一种典型的边界条件非线性问题，接触体之间的接触面积和压力分布随外载荷变化而变化，图1法兰套同时还要考虑接触面之间的摩擦行为。接触模拟的一一般目的是确定表面上发生接触的面积和计算所产一生的接触压力。在有限元分析中，接触条件是一种特殊的不连续约束。它允许力从

6、模型的一部分传递到●_+另一部分。只有当两个表面接触时才会有约束产生，17手而当两个接触的面分开时，约束作用就会消失[1．2】。使用Abuqus／Standard模块对接触非线性问题求解，把分析过程划分为一系列的载荷增量步，在每个增量步内进行若干次迭代，得到可接受的解后，再求解下一个增量步，所有增量响应的总和就是非线性分析的近似解。图2支座笔者基于Abuqus／Standard模块，求解某种调速2有限元模型的建立器法兰套在螺栓作用下与支座接触的变形情况。法由于法兰套和支座为轴对称，在Abaqus／CAE兰套结构如图1所示，支座结构如图2所示，6个螺

7、中，建立轴对称的模型，法兰套材料35钢，弹性模量栓为M6×20。收稿日期：2010—05—04作者简介：刘立美(1975一)，男，甘肃秦安人，讲师，研究方向：机械制造与自动化。·25·研究与分析·机械研究与应用·夸0E=210MPa，泊松比=0．3，支座材料ZL101，模量达到平衡不再发生变化。在图7中O，由O于AbOaqusO有=70MPa，泊松比=0．25。有限元装配图如图3所限元软件强大的查询功能，可查询出螺栓l部分节点示。此模型有四个分析步：①初始分析步initial，施加的应力大小，其最大应力为103MPa，发生在第1408固支边界条件和

8、对称边界条件；②第一分析步，施加单元的节点6上，最小应力为5．05MPa，发生在第53临时固支边界条件，在螺栓上施加很小的