Дополнительное задание

Рассчитать посадку оси в отверстии по тугой и свободной посадке. Варианты заданий представлены в таблице (Таблица 4). Каждая задача решается в два шага (в настройках анализа кол-во шагов выставить равным двум Step count = 2). Состав действий для каждого шага расчета тугой и свободной посадки описан ниже:

Для тугой посадки:

1. Закрепляем внешний контур наружной втулки и создаем контактную пару;

2. По наружному контуру оси прикладываем силу, значение которой на первом шаге равно нулю, на втором – требуемому значению;

3. Производим расчет и смотрим результаты давлений в контакте без нагрузки (конец шага 1) и с нагрузкой (конец шага 2);

4. Сравниваем численное решение с аналитическим, используя зависимости для расчета соединений для посадки изделий в натяг.

Методика расчета контактных давлений в соединениях в натяг выглядит следующим образом:

,

где N = (D₂-d₁)/2 расчетный натяг, равный сумме отклонений размеров диаметров от номинальных значений; E₁, E₂ – модули упругости; С₁ и С₂ коэффициенты, определяемые для данного частного случая как:

где и - коэффициенты Пуассона для материалов.

Для свободной посадки:

1. Производим закрепление согласно расчетной схеме (Рисунок 12 б) и нагружение аналогично нагружению для тугой посадки;

2. На первом шаге производим микросдавливание для инициации контакта, для второго шага сдавливание отключаем (Рисунок 13) и прикладываем силу;

3. Производим расчет и смотрим результаты давлений в контакте без нагрузки (конец шага 1) и с нагрузкой (конец шага 2);

4. Сравниваем численное решение с аналитическим, используя формулу Герца для контакта цилиндров.

а) б)

Рисунок 14 – Расчетная схема: а – тугая посадка; б – свободная посадка

а) б)

Рисунок 15 – Сетка в зоне контакта при расчете тугой посадке оси во втулку: а – в начальный момент времени; б – в конечный момент, после устранения начальной интерференции

а) б)

Рисунок 16 – Распределение давлений в зоне контакта при расчете тугой посадке оси во втулку, МПа: а – без нагрузки; б – с учетом вертикальной нагрузки

а) б)

Рисунок 17 – Распределение давлений в зоне контакта при расчете свободной посадке оси во втулку, МПа: а – без нагрузки; б – с учетом вертикальной нагрузки

Таблица 4 – Варианты заданий посадки оси во втулке

№ варианта	Диаметр и тугая посадка, мм	Диаметр и свободная посадка, мм	Размер силы, Н
1	34 H7/k6	80 F8/h7	1000
2	36 H7/n6	85 F8/e8	1000
3	38 H7/p6	90 F8/h8	1000
4	40 H7/r6	95 F8/ d9	1000
5	42 H7/s6	100 F8/ d11	1000
6	34 N7/k6	105 C11/h11	1000
7	36 N7/n6	110 C11/ d11	1000
8	38 N7/p6	120 C11/ h9	1000
9	40 N7/r6	125 C11/ d9	1000
10	42 N7/s6	130 C11/ e8	2000
11	80 H7/k6	34 F8/e8	2000
12	85 H7/n6	36 F8/d11	2000
13	90 H7/p6	38 F8/g6	2000
14	95 H7/r6	40 F8/f7	2000
15	100 H7/s6	42 F8/d11	2000
16	105 N7/k6	34 C11/h11	2000
17	110 N7/n6	36 C11/h8	2000
18	120 N7/p6	38 C11/h7	2000
19	125 N7/r6	40 C11/h6	2000
20	130 N7/s6	42 C11/g6	2000

Новое: регулярная сетка, контакт с начальной интерференцией, шаги расчета