本期通过一个简单实例来介​​绍怎么通过ANSYS Workbench有限元分析工具来模拟过盈配合。

      问题描述：一个圆环与空心轴过盈连接，过盈量2毫米（半径方向）求圆环与轴的最大变形，和最大等效应力。

几何模型：模型通过WB DM（DesignModeler）绘制。如下图所示。从外到内，直径依次是100,70,45mm。拉伸厚度为18,10mm。材料钢。注意建模时：圆环的内径等于空心轴的外径。

几何模型

​

分析流程图：

分析流程图

​

接触：静力分析模块Static Structural会自动将所有低于某一特定值的间隙识别为绑定接触（bonded），这需要自己手动修改接触类型为摩擦接触（Frictional）;接触和目标分别为空心轴的外表面和圆环的内表面;然后添加摩擦系数这里设为0.2。然后输入过盈量偏移2mm。（过盈输入正值，间隙输入负值）接触设置如下图所示。

接触设置

网格：这个几何模型外形很规范可以将模型网格划分得规则一些，以便提高计算准确性方法：对这两零件使用扫描方式划分，发现效果并不满意，然后再次划分选择两零件的边线进行等分80份，设置如下图。

网格划分

划分效果如下：

注：由于该模型单元数量少，并不会给计算机造成多大的负担，而且节点排列规则有助于提供精度所以这里使用六面体网格单元是合理的。

边界条件：将空心轴内表面固定约束。

求解结果：

总变形云图

等效应力云图

​

结论：空心轴最大变形为0.236mm最大应力为5836MPa。圆环最大变形1.885mm，最大应力11478MPa。其中圆环变形加上空心轴变形之和为2.121mm与2mm很接近。复合变形协调条件，仿真结果可信。

     另外计算了两种情况：①过盈量3毫米，验证了圆环和轴的变形都变大并且两者之和接近3mm.②将偏移设置为-2仿真间隙配合情况，结果是变形应力均为零，符合理论情况。这里不给其详细过程了，请有兴趣的读者自己验证。