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机械网--吊杆关节轴刚度性能分析

发布时间:2021-11-17 23:35:12 阅读: 来源:淀粉厂家

摘要:本文用非线性有限元软件ABAQUS计算了吊杆关节轴在不同工况下的载荷—位移关系曲线,为该元件的设计优化选择和工程利用提供了模拟仿真和数据支持。1、给定条件 橡胶材料硬度为57°sha(肖氏),天然橡胶。单向拉伸紧缩应力—应变曲线如图1所示。要求用ABAQUS分析元件的紧缩刚度及挠度曲线、平均改变刚度和平均扭摆刚度。这是首先要考虑橡胶与外钢圈过盈接触1.9mm后再加载的问题。2、计算建模利用ABAQUS建模,构造吊杆关节轴如图2所示。图2ABAQUS计算模型的建立

3、橡胶本构关系ABAQUS 6.1中提供了106种橡胶材料本构模型,可以根据真实实验数据在ABAQUS/CAE中分别自动计算拟合,用户可根据需求从当选择数据吻合较好的本构模型进行计算。本题计算中采取了2阶Polynomial模型,根据图1中的数据拟合得C10=0.1699,C20=0.01197,C01=0.3629,C11=0.06863,C02=-0.04918住宅被强拆怎么赔偿。由于关于橡胶体积变形的实验数据厂家没有给出,计算当选取D1=0.015(为便于比较,亦给出D1=0.026时对应的挠度曲线)。4、算例结果讨论4.1、紧缩刚度及挠度曲线计算紧缩刚度和挠度曲线时,外套尺寸与连杆相同的钢筒,集中力加于钢筒外壁。关节轴采取类似于简支边界条件。曲线中挠度为吊杆关节轴外壁在加载点对侧的位移值。计算中橡胶与钢材之间的摩擦系数选为f =0.05。滑移选用有限滑移。采取了2阶Polynomial模型,橡胶材料参数为C10=0.1699,C20=0.01197,C01=0.3629,C11=0.06863,C02=-0.04918。与体积变形相干的D采取D1=0.015, D2=0.0。(为便于比较,亦给出D1=0.026,D2=0.0时对应的挠度曲线),由图中可见D数值对计算结果的影响很大。计算采取两个step, 第1个step计算过盈配合,第2个step计算压力载荷。图3是紧缩时对应的挠度曲线,图中给出了两个不同的D值对应的曲线,对D1=0.026,D2=0.0情况,平均紧缩刚度约为114.2KN/mm。径向载荷20KN、130KN、233KN时的分别对应的挠度为0.152mm、1.064mm、2.040mm。图3 紧缩挠度曲线

4.2、平均改变刚度束缚条件为将钢筒外壁固定,载荷P分成两部分对称的施加于关节轴上,在关节轴的最外端面上4个角点处施加位移边界条件,此位移边界满足绕轴线改变3度的条件。由角点处反力求扭矩。计算中橡胶与钢材之间的摩擦系数选为f =0.05。滑移选用有限滑移。采取了2阶Polynomial模型,橡胶材料参数为C10=0.1699,C20=0.01197,C01=0.3629,C11=0.06863,C02=-0.04918。与体积变形相干的D采取D1=0.015, D2=0.001。计算共有3个step房屋拆迁补偿款包含哪些, 第1个step计算过盈配合,第2个step计算压力载荷,第3个step计算改变载荷。图4计算改变的束缚条件

图5 为改变角对应于扭矩的曲线,平均改变刚度约为438.6KN·m/度。图5吊杆关节轴的改变刚度特性

4.3、平均扭摆刚度束缚条件为将钢筒外壁固定,载荷P分成两部分对称的施加于关节轴上,在关节轴的最外端面上两条棱线上施加位移边界条件,此位移边界满足Δ/140=sin3o的条件。由棱线的反力之和计算力矩。计算中橡胶与钢材之间的摩擦系数选为f =0.05。滑移选用有限滑移。采取了2阶Polynomial模型,橡胶材料参数为C10=0.1699,C20=0.01197,C01=0.3629,C11=0.06863,C02=-0.04918。与体积变形相干的D采取D1=0.015,D2=0.001。计算共有3个step, 第1个step计算过盈配合,第2个step计算压力载荷,第3个step计算扭摆载荷。图6为扭摆时转矩与转角度关系曲线,平均扭摆刚度约为7933.3KN·m/度。图6 吊杆关节轴的扭摆刚度特性

5、结论通过对吊杆关节轴刚度的计算可以得出以下结论:ABAQUS软件可以很好地处理橡胶材料等非线性材料的计算问题,而且也能够胜任过盈问题的求解。在过盈问题的计算中,可紧缩性的影响非常重要,同时两个过盈表面之间的摩擦性质对计算结果的影响很大。参考文献:[1] 王勖成,邵敏著,有限单元法基本原理和数值方法,清华大学出版社[2] 黄克智,黄永刚著,固体本构关系,清华大学出版社, 1999[3] ABAQUS/Thoery用户手册V6.1 HKS.INC 2000[4] ABAQUS/Standard用户手册V6.1 HKS.INC 2000(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章