实例篇:进气歧管冷热交换时的垫片分析
今天这个例子带来的是冷热交换时的垫片密封性能分析,用到的实例是一个简化的进气歧管以及端盖,如下图
整个分析的过程中要考虑螺栓的预加载、卸载,整体模型进气、出气的温度变化,以及垫片非线性在受压、释放过程中的变化,比较复杂,相关工况说明如下
分析步 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
温度(℃) |
20 |
20 |
150 |
-40 |
20 |
20 |
螺栓状态 |
预紧 |
维持 |
维持 |
维持 |
维持 |
卸载 |
气压(MPa) |
/ |
/ |
0.678 |
0.678 |
/ |
/ |
用到的材料gasket的压力-闭合曲线如下图
整个动态展示是这样的
为了更好的完成这个分析,我们先进行一个二维gasket的简单压缩分析
1 中间夹层gasket分析
1.1 建模说明
1.1
之后赋予简单的steel材料属性——截面属性
对于gasket的夹板,材料定义如下
1-2
选取截面属性的时候,other——gasket,其余默认
1-3
1.2 加载分析
对于分析步,采用非线性分析步,初始步长取0.01,共两个分析步
step-1中对steel上板施加强制位移1,step-2中恢复
1.3结果分析
最后得到的结果如下
2 进气歧管分析
2.1 导入模型,划分网格
在这里,划分网格的方法有很多,也可以到专业的画网格软件(如hypermesh)中进行前处理之后导入
2.2赋予相关属性
这里的材料与之前的类似,可以借用
2.3 建立分析步
合计6个分析步,每个初始步长取0.01
2.4 接触定义
对于接触的surface-surface定义还是有些技巧的
首先采用small sliding,设置初始间隙1e-5
其次tie螺栓底部时要将position tolerance设为模型指定值(这里的间隙为1),同时不要调整初始位置
2.5 加载定义
对于约束,底部固定,对称面施加对称约束
对于预定义场的温度,变化如下
2.6 计算求解
最后,放一个垫片的应力变化云图