基于ABAQUS的过盈装配有限元分析.docx

第22卷增刊2计算机辅助工程Vol.22Suppl.2

2013年10月ComputerAidedEngineeringOct.2013

论文所属行业:机械

基于ABAQUS的过盈装配的有限元分析

刘长虹，陈亮，林妹妹，翟红章

（华东理工大学承压系统与安全教育部重点实验室，上海市邮编200237）

摘要：针对某结构固定孔与套筒的过盈装配问题，利用ABAQUS/Explicit分析模块，建立了

该结构过盈装配的显式积分有限元分析模型。将固定孔视为可变形材料，采用八节点三维实

体单元划分网格；套筒则定义为不变形的刚体结构，采用四节点离散刚体壳单元划分网格。

通过对孔边应力分布情况的分析，说明计算结果与实际装配问题的一致性。最后，对过盈装

配中出现的偏心问题和采用壳单元建立有限元模型出现的问题进行了讨论。

关键词：过盈装配工艺；有限元分析；ABAQUS

中图分类号：TB115.1文献标志码：B

InterferenceassemblyprocessonABAQUSfiniteelementanalysis

LiuChanghong,CHENLiang,LINMeimei,ZAIHongzhang

(KeyLaboratoryofPressureSystemsandSafety,MinistryofEducation,EastChinaUniversityofScienceand

Technology,Shanghai,200237,China)

Abstract:Forfixingholesinastructureofinterferencewiththesleeveassemblyproblems,theuseof

ABAQUS/Explicitanalysismodule,astructureInterferenceFitexplicitintegrationfiniteelementanalysis

modelispresented.Inthemodel,thestructureofthemountingholeistakenasadeformablematerialand

beingusedofthree-dimensionaleight-nodesolidelement;sleeveisdefinedasnon-deformablerigidbody

structure,usingdiscreterigidfour-nodeshellelement.ThenthroughHolestressdistributionanalysisshows

thecalculationresultsandtheactualassemblyproblemsconsistency.Finally,problemsintheeccentric

assemblyofinterferenceandtheshellelementfiniteelementmodelarediscussed.

Keywords:Iterferenceassemblyprocess;finiteelementanalysis;ABAQUS

0引言1结构过盈装配的有限元模型

在工程实际生产问题中，过盈装配是常用的根据某电子产品封装盒的螺钉孔结构，考虑

一种装配工艺，也是工程技术人员关注的问题。到螺钉套孔为金属材料，其刚度远大于制成封装

在某企业电子产品的生产过程中，通常采用过盈盒所采用的工程塑料材料，所以可以忽略其装配

装配技术把螺钉套管安装到电子产品封装盒固定时的变形。套筒直径比固定孔直径大，超过固定

孔里，但是在生产过程中时常出现装配孔开裂现孔直径的0.2，定义套筒为ABAQUS/Explicit中

象。因此了解螺钉空在安装过程的应力分布情况，的离散刚体，采用离散刚体中四节点壳单元

是合理设计该产品过盈装配工艺的重要问题。下R3D4。装配孔结构定义为可变形结构，采用八节

面将采用有限元软件ABAQUS/Explicit模块，建点六面体三维实体单元C3D8R。材料的弹性模量

立一个固定孔与螺钉套筒的显式积分有限元模

为3GPa，泊松比为0.4，质量密度1500kg/m3。

型，模拟这个产品过盈装配工艺的过程。为了能够获得质量较高的有限元网格，本文

首先采用建立多个形状简单的“Part”；然后通过

收