过盈配合盘轴结构应力分析

利用有限元分析软件ANSYS Workbench，模拟空心轴与包容件的过盈配合过程，通过改变单一因素的实验方法，分析圆柱面过盈配合中接触应力分布情况和各个因素的关系。本文分析了过盈量、包容件外径、接触宽度、轴向拉力和压力的影响因素。对实验结果进行分析得出如下结论：轴和包容件的接触区域的最高等效应力区，受到边缘效应的影响，最高应力集中区出现在端部边缘处。包容件在靠近边缘的中间部位出现低应力区域。空心轴表面的应力值呈现出从一端到另端逐渐增加的现象。

空心轴总长为110mm，大圆外径为Φ80mm，大圆内径为Φ40mm，厚度30mm；小圆外径为Φ50mm，小圆内径为Φ40mm，厚度80mm。由于这是一个装配过程，所以空心轴对内孔壁有一个位移约束，然后轴的一端面受到约束，内孔壁受到集中载荷作用。

几何模型及对应网格划分

应力云图

本节内容过盈盘配合轴实际情况仿真实例，计算得出最大应力出现在固定端面处979.99Mpa，剪应力最大出现在端面连接处为708.69Mpa，包容件的区域应力值分布呈现出的规律为轴两端受到压时， 大于两端不受力，大于两端受到拉力作用。在承受范围内， 两端力越大，这种现象越明显。轴的表面接触区域的应力值分布， 在受到拉力作用时，区域的应力值高于受到压力作用。两端的力越大这种现象越明显影响包容件应力值分布的原因，最终可以归结于过盈量的变化，轴在受到压力和拉力时，发生弹性变形改变原有过盈量，引起包容件应力分布的变化。