结论有点意外！销轴连接的仿真分析方法大总结

    关于销轴连接的力学分析，笔者本计划编写五篇技术文章来研究。

    第一篇《来自真实项目！销轴连接的仿真分析方法值得研究》，表明了使用Cylindrical关节定义销轴连接，参考面重合会导致轴应力求解结果失真，并且软件会有对应提示。所以读者需要注意避免重合。

    第二篇《来自真实项目！销轴连接的仿真分析方法值得研究（二）》，展示了使用Cylindrical关节定义销轴连接，参考面不重合的结果。

    第三篇《来自真实项目！销轴连接的仿真分析方法值得研究（三）》，展示了提取连接反力，直接施加在轴上得到的结果。

    第四篇《来自真实项目！销轴连接的仿真分析方法值得研究（四）》，使用考虑间隙的摩擦接触，这种连接方式和现实情况更接近。

    第五篇《来自真实项目！销轴连接的仿真分析方法值得研究（五）》，使用了忽略间隙的摩擦接触，分析结果和第二篇文章类似。

    以上五篇小文章单独看都比较简单，但联合在一起，能给读者一些启发，意识到问题没那么简单。

    但有读者意犹未尽，提出如下看法。非常值得赞赏。

    1）第三篇，对轴直接施加力，轴算出的应力结果最大，最保守；

    2）从第四篇和第五篇可以得出，配合间隙对结果确实有影响；

    3）第二篇的joint选择了Cylindrical类型，和第五篇的无间隙接触的分析结果接近；

    4）第四篇，考虑实际间隙，定义摩擦接触，但分析结果比第三篇要小；

    5）能不能找到一种joint类型，算出来结果和第三篇基本一致。这样既保守，也能加快求解。毕竟摩擦接触定义太多会导致求解耗时很长，并且容易不收敛。

    几何模型，网格划分，分析条件，这里就不赘述了，可查看前五篇。

    可用的joint类型如下。

    首先可以明确，销轴连接，绕轴向旋转自由度肯定是释放的。绕Z向旋转自由度释放的有如下六种joint类型：

    总结前几篇的经验，可以推断出，至少释放绕Z向和X向的旋转自由度，应该更适合弯曲变形。

    先引入第三篇的轴的等效应力结果。

    使用Universal类型：

    轴的等效应力结果。

    使用Spherical类型：

    轴的等效应力结果。

    销轴连接，可能有人选择使用Revolute。这是错误的。

    如果销轴连接的配合间隙较大，可以认为销轴之间的三个旋转自由度是释放的。这样得到的结果更加保守，不失为一种好方案。

    如果销轴连接的配合间隙很小，那么在一定程度上，可以认为绕横向的旋转自由度是锁定的。这样得到的结果可能偏小。

    如果用户需要将销轴连接使用joint来定义，应该根据具体情况来选择joint类型。或者提取出joint反力直接施加在轴上也是一个选择。

笔者最近的项目，销轴之间是间隙配合，单边间隙约占轴半径的15%。我们分别输出了Cylindrical和Spherical的计算结果作为销轴实际应力的分布区间，提供给客户。

来源：华仿CAE