厚壁圆筒过盈配合分析

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1、目录1绪论31.1概述31.2有限元软件的简介31.2.1MSC.MARC处理问题的范围41.2.2在分析中，可提供给产品设计者相关的数据包括：41.3有限元的国内外发展趋势52弹性力学62」弹性力学简介62.2弹性力学的几个基本概念82.3弹性力学中的基本假定3•极坐标求解厚壁筒应力103.1极坐标的平微分方程103.2极坐标中的几何方程及物理方程123.3极坐标中的应力函数与相容方程153.4轴对称应力和相应的位移1722223.5圆筒受均布压力204厚壁圆筒过盈配合计算4.1厚壁圆筒4.1.1变形几何

2、关系234.1.2静力平衡方程244.1.4只有内压的厚壁圆筒26274.2组合厚壁圆筒5・厚壁筒过盈配合时的应力分析285.1只受内压的厚壁圆筒（外圆筒）285.2只受外压的厚壁圆筒（内圆筒）29306厚壁圆筒过盈配合分析6」网格划分306.2材料特性336.3接触体336.4载荷工况356.5作业366.6后处理377总结40参考文献401绪论1.1概述有限元的基木概念是用比较简单的问题代替复杂问题后再求解，它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的（较简单的）近似解，

3、然后推导求解这个域总满足的条件（如结构的平衡条件）,从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。MSC.MARC在各个领域中都有相当广泛的应用，例如：轮胎及橡胶工业、研究开发、建筑及土木业、计算机业、金屈成型加工业、重机械/钢铁业、造船工业、微机电产业、IC封装业、显示器产业、生技产业、医疗器材业、汽、机、脚踏车业、航天工业。1.2有限元软件的简介MSC.M

4、ARC是功能齐全的高级非线性有限元素分析软件，具有极强的结构分析能力。可以处理各种线性和非线性结构分析包括：线性/非线性静力分析、模态分析、简谐回应分析、频谱分析、随机振动分析、动态分析、自动的静/动态接触、挫曲/失稳、失效和破坏分析等。为了满足工业界和学术界的各种需求，提供了层次丰富、适应性强、能够在多种硬件平台上运行的系列产品。MSC.MARC是功能齐全的高级非线性有限元软件的求解器，实现了30年来有限元分析的理论方法和软件实践的完美结合。MSC.MARC分析采用具有高数值稳定性、高精度和快速收敛的高度

5、非线性问题求解技札为了进一步提高计算精度和分析效率，MARC软件提供了多种功能强大的加载步长自动控制技术，自动界定分析屈曲、潜变、热、弹塑性和动态分析的加载步长。MSC.MARC卓越的网格自动调整技术，以多种误差准则自动调节网格疏密，不仅可提高大型线性结构分析精度，而H能对局部非线性应变集中、移动边界或接触分析提供优化的网格密度，既保证计算精度，同时也使非线性分析的计算效率大大提高。MSC.MARC支持全自动二维网格和三维网格重划，用以修正过度变形后产生的网格畸变，确保大变形分析的收敛性。1.2.1MSC.

6、MARC处理问题的范围结构力学方面包括:弹塑性应力应变分析、潜变分析、粘弹性应力、应变分析、振动分析…等。热传导方面则包括热传导对流及热辐射之影响。热固耦合(thermal-mechanicalcoupling)流场分析(牛顿流体及非牛顿流体)流体热传-结构耦合分析(Fluid-thermal-mechanicalcoupling)音场分析音场-结构耦合分析破坏力学电场分析磁场分析电-磁耦合分析电-热耦合分析电-热-结构耦合分析122在分析中，可提供给产品设计者相关的数据包括：位移、应力、应变、力量、速度、

7、加速度、量的分布及随吋间变化的情形温度场、热传量及热牛成量工件损伤程度裂缝产生的预测材质界面Z力及热分布状况工件加工中，晶格大小变化及其对材质之影响音压场分布电场和磁场分布电流分布有限元分析可分成三个阶段：前处理、处理和后处理。前处理是建立有限元模型,完成单元网格划分；后处理则是采集处理分析结果，使用户能简便提取信息，了解计算结果。1.3有限元的国内外发展趋势“有限元法”这个名称，第一次岀现在I960年。当时Clough在一篇平面弹性问题的论文中应用过它。但是有限元法的分析的概念却可以追溯到20世纪40年代

8、，在1960年Clough进一步处理了平面弹性问题Z后，工程师们开始分析了有限元法的功效，此后有限元法在工程界获得了广泛的应用。到20世纪70年代以后，随着计算机和软件技术的发展有限元法也随之迅速的发展起来，发表的文章犹如雨后春笋，学术交流频繁，期刊，专著不断出现，可以说进入了有限元法的鼎盛时期，对有限元法进行了全面深入的研究，涉及的内容有：有限元法在数学和力学领域所依据的理论；单元的划分原则，形状函数的选取及协