扭矩下的圆轴

概述

这个测试用例的目的是验证以下功能:

• 转矩
• 远程力量

将SimScale的模拟结果与文中给出的数值结果进行了比较(罗克)．在（a）和（b）中使用的网格是在SIMSCALE平台上的参数化 - 四偏出工具创建的。（c）和（d）中使用的网均用盐粉局部产生。

将验证项目导入工作区

几何

轴的几何形状

轴的半径为r = 0.1 m，长度为l = 0.5 m。

分析类型和领域

工具类型: CalculiX / Code_Aster

分析类型:静态

网格和元素类型：

情况下	网格类型	的节点数量	元素类型
(一)	线性四面体	12940	三维等参的
(B)	二次四面体	94919	三维等参的
(C)	线性六面体的	10325.	三维等参的
(D)	二次六面体的	40935	三维等参的

SimScale案例中使用的网格(A)

用于SimScale Case（C）的网格

仿真设置

材料：

• 各向同性:E = 208 GPa， ν = 0.3, G = 80 GPa

约束：

• A面固定

加载:

• B面扭矩T为50000 N/m

参考解决方案

\ [{ref1}{方程}\ \开始标签
j = \ frac {1} {2} \ pi r ^ 4 = 1.57 \ cdot 10 ^ { - 4} m ^ 4
\ end {arearation} \] \ [\ begin {arequation} \ label {ref2}
\tau_{max} = \frac {T r} {J} = 31.847 N/mm^2
\ end {arearation} \] \ [\ begin {公式} \ label {ref3}
\theta = \frac {\tau_{max} l} {G r} = 1.9904 \cdot 10^{-4} rad
\结束{等式} \]

结果

重要的

• 解析解假设在表面上有一个不变形的表面，受转矩bc的影响。这可以用Code_Aster中的选项“不可变形”在远程位移bc建模。
• CalculiX没有这样的选项，因此实体中的应力(分配给扭矩bc)在CalculiX中是非物理的。因此，应力计算在a面边缘的一点。

用SimScale方法计算的最大剪应力τmax和捻角θ与由(罗克)．

最大剪应力τmax在[MPa]中的比较¶

情况下	工具类型	(罗克)	SimScale.	错误
(一)	CalculiX	31.847	30.212	5.13%
(一)	Code_Aster	31.847	30.212	5.13%
(B)	CalculiX	31.847	31.842	0.02%
(B)	Code_Aster	31.847	31.838	0.03%
(C)	Code_Aster	31.847	32.066	-0.69%
(D)	Code_Aster	31.847	31.879	-0.10%

[RAD]中扭曲θ角度的比较¶

情况下	工具类型	(罗克)	SimScale.	错误
(一)	CalculiX	0.0019904	0.001953	1.88%
(一)	Code_Aster	0.0019904	0.001969	1.08%
(B)	CalculiX	0.0019904	0.001969	1.08%
(B)	Code_Aster	0.0019904	0.001989	0.07%
(C)	Code_Aster	0.0019904	0.002004	-0.68%
(D)	Code_Aster	0.0019904	0.00199	0.02%

参考

(罗克)	（1，2，3.，4）(2011)“罗克的应力和应变公式，第八版”，W. C. Young, R. G. Budynas, A. M. Sadegh

最后更新:2019年1月29日

接下来是什么

可压缩流程：De Laval喷嘴

的部分:可压缩流程：De Laval喷嘴