23HyperMesh在鼓形接头改进方案设计中的应用--李悦

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1、HyperMesh在鼓形接头改进方案设计中的应用李悦北京霍夫技术服务有限公司HyperMesh在鼓形接头改进方案设计中的应用李悦北京霍夫技术服务有限公司北京市海淀区学清路108号A303摘要：鼓形接头是水泵系统中一个重要组成部分，文中以某鼓形接头中的螺栓为例，运用HyperMesh为前处理软件，进行实体网格划分，并根据模型在Abaqus中进行静力计算的结果在HyperMesh中改进设计方案，进行结果对比来提高产品质量。关键词：HyperMesh，实体网格划分，设计改进1概述鼓形接头螺栓是鼓形接头的主要零件，它的强度对于整个机构来说是十分重要的。在同一个预紧力的状态下，通过改变它

2、的设计外形来改善应力集中。这里采用AltairHyperMesh前处理程序进行几何建模，它的界面十分友好，建模功能强大，和各个有限元计算软件的接口很多，提高了工作效率。鼓形接头鼓形接头螺栓图一2螺栓六面体网格划分方法鼓形接头螺栓上方为一个六边形，下方为一个圆柱体，并且在圆柱顶端有一个收缩，形成一个锥形。几何比较复杂，特征比较多。同时，螺栓上方六边形底端要留出可以加上倒角的区域用来对比两种设计。另外，为了保证计算精度，要求网格必须为五面体（penta）和六面体（hexa）进行实体网格划分，不可忽略倒角，确保单元质量至少为：Warpage≤25，Jacobian≥0.55，Aspe

3、ct≤5在原始设计上增加一个半径1mm的倒角，并把下方圆孔向上提升2mm，来对比两种设计方案。图二2.1观察几何模型，简化模型1）模型为4分之1对称，可以只对4分之1几何进行建模。2）下方圆柱上有4个孔，可以在圆孔上方单元都为六面体时，忽略它对上方的影响。2.2建立辅助平面1）通过project命令投影特征线。2）倒角和圆孔特征处的辅助平面要做成4边形，这样有利于倒角的形成和掏孔。3）对不同的特征采用不同的颜色来表现，有利于检查。4）由于上下特征差异比较大，要计算上下表面的单元数并匹配。用于倒角建立锥形特征辅助平面用于对应下方圆孔图三2.3使用HyperMesh中的linear

4、solid命令生成实体网格在生成实体时，由于锥形特征的倾斜角度非常大，考虑到单元在局部会非常细，导致单元数过多，质量不合格，并且这个特征也不是分析的关键区域，可以用五面体（penta）来进行过度处理，如下图。在使用五面体过度时一定要保证辅助面都为四边形单元。五面体过度图四2.4使用HyperMesh中project和linearsolid命令生成上下其他特征。绿色区域要留出点来建立倒角。留点来制作倒角图五2.5建立圆孔和倒角，完成两个模型设置。使用split命令对圆孔处的六面体进行切割，并投影到几何上来形成圆孔。螺栓上方的倒角直接用六面体和五面体进行填补。最后检查整体单元质量，

5、并通过局部详细调整，改善模型的网格质量。设计一设计二图六3Abaqus非线性求解器计算的螺栓应力结果把建好的模型通过Abaqus接口直接设置Abaqus求解器的输入计算文件，然后计算得到以下应力结果。可以看到由于详细的倒角描述，设计二中的应力集中明显减小。432.2MPa346.4MPa设计一设计二图七4结论通过HyperMesh的强大功能，可以很快捷的进行实体网格划分，提高了工作效率，并通过它的接口直接生成输入文件提交给Abaqus求解器中进行计算，显示了其强大的前处理功能。5参考文献[1]AltairHyperWorksUser’sManual[2]AbaqusRefere

6、nceManual