基于Abaqus的过盈装配有限元分析

基于Abaqus过盈装配有限元分析
作者:刘长虹 陈亮 林妹妹 翟红章
来源:《计算机辅助工程》2013年第05
        摘要: 针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题,利用Abaqus/Explicit建立该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型.将固定孔视为可变形材料,采用八节点三维实体单元划分网格;将套筒定义为不变形的刚体结构,采用四节点离散刚体壳单元划分网格.通过对孔边应力分布情况的分析,说明计算结果与实际装配问题的一致性.最后对过盈装配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行讨论.
        关键词:立方氮化硼砂轮 过盈装配工艺; 有限元分析; Abaqus
        中图分类号: TH123 TB115.1文献标志码: B
        引言
        在工程实际生产问题中,过盈装配是常用的一种装配工艺,也是工程技术人员关注的问题之一.在某企业电子产品的生产过程中,通常采用过盈装配技术将螺钉套管安装到电子产品
封装盒固定孔里,但在生产过程中时常出现装配孔开裂现象.因此,了解螺钉孔在安装过程中的应力分布情况是合理设计该产品过盈装配工艺的重要问题.
        本文采用兑换频率限制Abaqus/Explicit热电堆建立一个固定孔与螺钉套筒的显式积分有限元模型,模拟该产品过盈装配工艺的过程.
        1结构过盈装配的有限元模型
        根据某电子产品封装盒的螺钉孔结构,考虑到螺钉套孔为金属材料,其刚度远大于制成封装盒所采用的工程塑料材料,可忽略其装配时的变形obd数据.sb4套筒直径比固定孔直径大,超过固定孔直径0.2 mm,定义套筒为Abaqus/Explicit中的离散刚体,采用离散刚体中四节点壳单元R3D4;装配孔结构定义为可变形结构,采用八节点六面体三维实体单元C3D8R.材料的弹性模量为3 GPa,泊松比为0.4,质量密度为1 500 kg/m3.
微绿球藻        为获得质量较高的有限元网格[13],本文首先采用建立多个形状简单的“Part”;然后通过“Assembly”组合成装配孔结构的形状;再用命令“Merge/Cut Instances→Geometry Intersecting Boundaries→Retain”将各个简单结构连接成一个整体;最后采用“Tools→Patit
ion→Create Partition”命令,将结构切割成一个可以划分较高质量网格的装配孔有限元模型,见图1.八节点三维块体单元C3D8R数量为2 862个,四节点离散刚体壳单元R3D4数量为1 087个,整个结构共有5 046个节点.

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