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用solideworks simulation 计算过盈配合装配需要的压力大小

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发表于 2015-5-12 10:40:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
昨天接一网友求助,某一定位销装配需要压力机,这个销子的设计有点奇葩,大意就是一次性的防拆设计。不知道该选择多大的压力机,问能不能计算。
, S& y0 e' d: H答案肯定是能计算的,但是我不知道算的对不对,所以把过程发上来,大家讨论讨论。5 e1 r6 J* i5 ^& A
销子和销孔是过盈配合,直径8mm,过盈0.02mm,2丝的过盈,对这么小的销,也算是大的了。过盈的原理是使表面产生弹性变形,从而产生接触压力,根据这个接触压力乘上摩擦系数,算出产生轴向位移所需要的拉力。
" Z' V, ?$ w8 q我的方案是这样的,通过solidworks simulation中的冷缩配合,算出接触压力,探测平均接触压力。这个拉力用平均接触压力计算对不对?; m4 `4 ^  `: x: \0 N0 Z7 R
1. 造型,随便造一个基体,打孔,尺寸为7.98mm。销子直径8mm,长28mm。; z' e4 B) ~% \
造装配体。材料35
; c( c1 s8 ^; ?4 ]2.开启simulation,固定基体下表面,销子表面与孔表面设置相触面组,选冷缩配合。划分网格,自由过渡,运行。  D6 E! s! j, P) F4 W
3.定义应力图解,选接触压力。并探测,得到平均接触压力为3.931×10的8次方 牛每平方米。
" |9 l9 M9 T' p4 e, T4.查询销子侧表面积,为653.45平方毫米。3、4结果相乘得256.87KN
1 n+ L; K2 i$ j" _+ w5.按摩擦系数0.21计算,得54KN。即需要约5.4吨的压力机。
3 c( W( l) T* R% I( H
; }# ]/ C$ [! l' w5 l$ g/ o8 P
7 q" P7 A# K+ g" i8 e8 l

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 楼主| 发表于 2015-5-12 10:44:42 | 显示全部楼层
我是这样理解的,虽然某些位置的接触压力较大,但是在压入过程中会发生塑性变形,导致应力趋于平均分布,所以应该用平均接触压力计算。但是一旦屈服,就不是线性问题了。
! \( Z3 R7 F, U3 ~; @$ |求大侠指点 @2266998  @zerowing @害怕伏枥 @逍遥处士 @寂静天花板  

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那是说如果把轴先放进去靠过盈产生的摩擦力可以按这种算法,而敲装过程不能这样?  发表于 2015-5-12 12:15
以前我说过,软件分析不了这类东西,你分析的是把销子‘先放进去’,这个过程就是不对的,轴承是这个类型,销子是打进去的,就是所谓的‘阶段楔形挤压’,是一个连续变形的锥面问题,理论谈这个,要谈好几天  发表于 2015-5-12 11:32
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发表于 2015-5-12 11:16:33 | 显示全部楼层
哇,我用sw,就只知道画图,还能分析啊,好好学习一下,

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SW插件很多,对应的功能也就很多,建模出图只是基本功能  发表于 2020-7-8 22:44
你还好意思说出来啊  发表于 2015-5-13 15:08
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发表于 2015-5-12 11:19:00 | 显示全部楼层
2丝的过盈你折腾出5吨多的压力?一锤子的事。

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大侠应该没玩过过盈配合,那玩意拆和装都是麻烦事,您这一锤子真够呛能砸动!  发表于 2015-5-12 14:30
问大侠,你8个的销子用多大的过盈量?2丝的过盈量配合到了N7你确定用锤子能干进去?  发表于 2015-5-12 13:03
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发表于 2015-5-12 12:42:43 | 显示全部楼层
zhangying9903 发表于 2015-5-12 11:19
( Z  e& _; t0 o  ^& e2丝的过盈你折腾出5吨多的压力?一锤子的事。

$ @+ c" a( S6 P  d4 [! T6 h& `8 v" h4 H* m( ]
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发表于 2015-5-12 13:04:19 | 显示全部楼层
过盈装配压装力计算,网上有相关资料,您可以验算下,不过5.4吨确实太大了,哈哈
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 楼主| 发表于 2015-5-12 13:22:37 | 显示全部楼层
我从网上下了个“过盈连接压装力计算”,百度文库里搜来的
0 y& C; R6 @  J1 \* Y% ^+ J/ e计算结果为39KN,即4吨的压力机。
+ w1 E& A/ I# M, ]% l
0 @" x( M$ t5 ?& E0 Y) e3 `

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发表于 2015-5-12 17:32:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 寂静天花板 于 2015-5-12 18:36 编辑
! p6 U  f3 S' r7 r
$ I/ |! o4 n6 m  ]& I7 y- p% j8 w1 }楼主的问题绝不是8爷说的软件能否模拟的问题,而完全的概念错误。为什么  k9 o0 \$ d& Q4 v( H) u
有限元分析的结果是什么,是内应力,这个概念绝不能忘记。那么问题来了,摩擦力相对于工件来说是外力,包括引起摩擦力的接触压力,而楼主找到所谓的接触压力仍然是有限元后处理结果中的内应力分量,仍然是内应力范畴,到了楼主那就直接等于外力了,这简直是乱弹琴。
- S$ x" m/ y/ V# f+ R5 Q* \# L还有,楼主销钉全进入到了基体中,而边界条件根本没外力,那么此时销钉处于静止状态,与基体之间没有相对滑动,摩擦力又从何而来,摩擦力的定义忘了吗,是两物体之间有相对滑动或相对滑动趋势,才有滑动摩擦力和静摩擦力。
* k5 N  j& a" g9 @冷缩配合的接触条件求解的是内应力,求解下销钉那个所谓基体的变形情况,而楼主的边界条件根本没有外压力,, k# |8 v. m' H; A
内应力云图
& J( F9 U8 |( v+ i7 |@2266998  

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水水大侠简化成圆柱面摩擦;988大侠强调锲入,头部的R角或锥角对压入力的影响有多大,哪位大侠有详细的资料。  发表于 2017-8-16 06:52
大侠,你有没有看过张晔的有限元分析视频,也许这个人并不怎么有名,但是我觉得他讲的很贴合工程实际。 http://video.soscad.com/pc/?url=/2/39/p22397057456b50  发表于 2015-5-14 09:40
摩擦力,我是这样理解的。接触压力计算是确实不涉及摩擦。但是假如要有使之运动的趋势,就有了摩擦力。摩擦力是因为有接触压力,又有趋势,而产生的。所以计算压装力要用平均接触压力乘以面积乘以摩擦系数。请点评  发表于 2015-5-14 09:34
接触压力是内应力的分量,认同。那个EXCEL表格中的计算压装力,也是先计算的接触压力,再根据摩擦系数算的吧。  发表于 2015-5-14 09:31
SWS的一体化处理能力有限,很难做到8爷说得水平。无论是边界还是接合条件。复杂的分析还是做不到。曾经跟SW的技术谈过表面处理和焊接的问题,也可能是其研究方向不同,回答不很满意  发表于 2015-5-12 22:38
假如非要这么玩,就只能‘一体化做内应力处理’,就跟焊接内应力有点像,但边界条件非常不准确,好多层每层的应力关系都不同,甚至没有线性,这也是这么玩精度很低的原因,  发表于 2015-5-12 18:39

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发表于 2015-5-12 18:17:26 | 显示全部楼层
寂静天花板 发表于 2015-5-12 17:32
# M% T- C$ ?, D, T) f楼主的问题绝不是8爷说的软件能否模拟的问题,而完全的概念错误。为什么
* P/ M: Z/ L) B) j  C( \有限元分析的结果是什么,是内应力 ...

" ?1 V5 V, c6 y9 r哈哈,大虾,是这样描述,
+ h9 Q. ?  {* X( H, K4 D4 w3 t: _  _. U% a
那个东西,你设定装了一段,就按已经‘压合’计算,仅对这一段,当一体计算,但每个层之间的应力关系特别复杂,不是可以简单处理的,假如就是‘硬那么玩’,就分层了,每层计算,也不完全不行,但精度有限,因为有些层已经是‘非弹性了’,而有限元,讲究‘弹性’,这是实质了,
2 t% @0 h% ^) N+ ?
; F5 ~- i/ w2 d& Z/ P你看我以前说的,我从来不反对计算机玩什么,赞成有限元,但一定要用合适了,用到有精度的场合,当超出范围了,就没有意义了,

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发表于 2015-5-12 21:28:38 | 显示全部楼层
这么玩做工程应用,求出需要的最大的压力是没有太大问题的。接触面的内应力如果应力方向正确是可以用来确定外力的。8爷说的东西可以看看 计算非弹性的有限元书籍。个人主要做设计,有限元做的也不少,但个人特别不喜欢做有限元,第一,真正愿意去懂的仍太少,要求做,但做出来是摆设,第二,要保证正确性成本太高,很多地方没有必要。

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真做出来了,连个评审的都没有,因为别人也不知道说什么,评审还得一套规则,一堆人,一般企业哪有条件  发表于 2015-5-12 23:13
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