卡环的弹塑性及接触分析

作者：上海航天局第八设计部 邹正刚

欢迎访问e展厅 展厅 2 CAE/模拟仿真展厅 通用有限元分析软件, 结构分析软件, 动力学分析软件, 声学分析软件, 板料冲压成形模拟软件, ... 某航天产品中固定翼面用的弹性零件-卡环，在使用过程中发生断裂，给产品的使用带来极大的影响。为对卡环的安全使用提供改进的依据，除了对卡环进行必要的试验外，通过强度分析也可提供一定的数据。 结构情况 卡环形状为一开口环形结构，其外形见图1。其材料为沉淀不锈钢。 计算模型 采用有限元方法计算结构的变形和应力、应变，考虑到对称性，取半个卡环进行建模，然后通过镜像得到整个卡环的结果。共建立了两个模型，模型1只考虑卡环本身，不考虑接触；模型2增加考虑卡环与内部圆轴的接触。模型2（图2），去掉中间圆轴即为模型1。 计算结果 1.模型1的计算结果 首先进行弹性计算，结果发现卡环应力已超过屈服应力近一倍多。随后进行了弹塑性计算。整个加载过程中的Mises应力和总应变变化和图4。 由图可见，在假定载荷的35-40%左右，材料已明显进入了塑性状态，此后最大位移和最大应变增加明显加快，最大应力的增加则变得较为平缓。 2.模型2的计算结果 对模型2仅进行了弹塑性计算。整个加载过程中的 Mises应力和总应变变化如图6。 由图可见，与模型1类似，在假定载荷的40-45%左右，材料已明显进入了塑性状态，此后最大位移和最大应变增加明显加快，最大应力的增加则变得较为平缓。但是，由于轴的支撑作用，模型2在进入塑性后，其最大位移、Mises应力和总应变的增加速度均小于没有支撑轴的模型1，且在卡环接近闭合时的最大Mises应力和总应变也都略小于没有支撑轴的模型1，支撑轴的作用是不可忽略的。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者，请点击此处) (6/6/2005)