弹簧单元属性设置.doc

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1、弹簧单元经常用在有限元分析中，用来模拟连接件在某个方向的刚度特性。弹簧单元仅有1个自由度，因此仅在一个方向上存在刚度。给弹簧单元赋属性时需要把握好其方向，不然会将某个方向的刚度赋值到另一个方向上了，弹簧单元处连接刚度特性出现错误。1、轴承存在轴向刚度与侧向刚度，在简化分析时可以采用弹簧单元模拟其平动方向的刚度。轴承模型如图所示。2、mpc采用RBE建立。建立mpc1与轴承内圈相连，建立mpc2与轴承外圈外圈相连。mpc1与mpc2均约束6个自由度。3、在mpc1与mpc2的独立节点之间建立mpc3，mpc3释放UX、UY、UZ、RZ。mpc3与mpc1的独立节点相同。建

2、立图中所示的坐标系，坐标系Z与轴承中心线重合，并修改mpc1与mpc2的独立节点的分析坐标系为图中所示坐标系。4、在mpc1与mpc2的独立节点之间建立4个弹簧，分别用来模拟UX、UY、UZ、RZ三个方向的平动自由度和轴承转动方向的自由度(为了能进行静力学分析，RZ需要人为设置刚度)。1、UX方向刚度为1e8N/m,UY方向刚度为2e8N/m，UY方向刚度为3e8N/m，RZ方向的刚度为9e4N.m/rad。UX方向的弹簧刚度设置如图所示。弹簧的刚度与弹簧单元的2个节点的分析坐标系有关。（注意：弹簧的刚度不是相对于“属性框中UserDefCSnumber定义的坐标系”，

3、因此设置UserDefCSnumber对弹簧的刚度无影响））2、约束轴承外圈并对mpc1独立节点上分别施加三个方向的力（力的大小均为1e6N），约束模型如图所示。3、三个方向的变形如图所示。理论计算轴承内圈在X、Y、Z三个方向的变形分别为1e-2m,5e-3m,3.33e-3m。仿真结果偏大是因为轴承内圈本身的刚度造成总体刚度减小。