摘 要 套筒就是指套筒扳手，主要是用来上紧和卸松螺丝的工具。套筒可以应用于各个领域，它可以承受拉压力可以全方位连接。已知套筒的重要部件和机构尺寸利用UG对套筒进行三维建模。在此基础上，添加扭矩对套筒进行有限元静力学仿真分析。从而掌握其工作时的应力和位移分布情况，通过分析掌握其薄弱部分，最终得出相关的分析结果并结合理论讨论结果的准确性。从而对套筒进行相关的结构改进，降低其应力，改进结构。表明在特定的扭矩下，套筒设计的合理性。为了提高产品的设计科学性和效率用有限元的方法是比较好的。通过有限元分析能够体现在现代化工厂设计生产中的高效性，节能性，科学性。减轻设计人员的重复劳动的负担，给予设计人员科学的思路，灵活的方法。在设计过程中减少工作量，提高产品的设计研发效率，缩短研发周期，从而提高效率。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的目的和意义 1
1.2套筒的国内外发展现状 1
1.3套筒的主要研究内容 2
第二章 建模过程 3
2.1 UG软件的概述 3
2.2二维图所示的形状及尺寸 3
2.3三维模型建立的过程 4
第三章 有限元分析 11
3.1有限元软件的发展 11
3.2用于有限元的模型建立的准则 12
3.3套筒的有限元分析 12
3.3.1套筒三维模型的网格划分 12
3.3.2将Hypermesh中条件加好的模型导入到ABAQUS中数据分析 15
3.4结果分析 17
总 结 18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪论
1.1研究的目的和意义
套筒类零件种类众多，形态各异，按结构分大体可以分为短套筒和长套筒两类。因为这两种套筒在形状结构上有明显的差异，所以它们在工艺方面还是有很大区别的。在加工的是时候注意的东西也是比较多的。加工的条件比较苛刻。套筒的应用领域十分的广泛。在不同的方面对套筒的要求各不相同，所以形状和应力的要求也各不相同。所以设计员一般依据经验设计
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出所需要的东西形状尺寸。在采用原有的方法进行二维图的设计制作是比较繁琐的，对设计的产品进行载荷强度的计算也是较为不易的，利用三维软件设计产品进行直观的设计，直白的看出设计的效果便于有限元分析。所以先根据要设计的要求，使用三维设计软件对套筒进行三维建模。能够直观的看出形状尺寸比例的大小等。为确定设计的合理性，设计出更加优化的产品，本文采用有限分析的方法。有限元法（Finite Element Method，FEM）是把整体进行分割化。把一个整体分割成一个个小的单元就是有限元法的特点，每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数，单个的集合起来大体能够表示整体的效果。有限元法应用的范围比较广，所用的领域也比较多在工程设计上的应用都有了许多大型的系统和CAE一起进行运用。通过上述方法，手段可以得到分析结果，在不仅使得产品的质量大大提高的同时，减少了产品设计所消耗的时间，设计产品所需的成本也减少了，并最终获得更大的利润。
1.2套筒的国内外发展现状
套筒是上紧或卸松螺丝的一种专用工具。根据不同的尺寸需求，我们可以选用不同的尺寸内六棱型的套筒，还可以根据不同的操作需求选用不同的手柄进行操作。并且是依次摆放方便选用。套筒零件按照套筒的功能，尺寸大小，材料和热处理以及结构形状的不同而异。根据外形尺寸可以分为长套筒和短套筒两类。同轴度要求较高的内外旋转表面是零件的主要表面，零件壁厚度薄为了防止变形。于是采用合理的方法进行前期设计实验。套筒的技术特点：1、节省能源、节省材料，不会受到钢筋种类和成分的影响2、在各种结构，其用于支承压力的的钢筋混凝土结构钢筋和拉动双向力的连接结构。3、可以在不占用工期的情况下提前的预制，可以全天的进行不耽误时间。4、操作起来十分的方便，施工起来很迅捷，不耽误工期。5、施工安全性高，没有污染，节省能源。
在水下套筒也发挥着很大的作用，当中有一个就是深水套筒连接器。在海底连接需要解决很多问题安装、腐蚀、高压等问题，而设计安装这些套筒主要依赖国外的技术。外国的大型的公司对这项技术已经研究了几十年了，技术水平已经相当的成熟。我们想要获得这方面的技术资料并不是很多，一些科学家分析了非整体式套筒连接器失效模式，而且对卡爪应力集中处的断裂应力进行了分析，在进行了一系列的收集、分析、对比之后，对这项技术进行了总结。对深水套筒连接器连接技术有代表性的国外大型海洋石油工程公司主要有FMC（FMCTechnologies），OilStates（OilStatesIndustries，Inc.），Cameron公司等。
我们以JH125型摩托车所使用的套筒滚子链为实例，并且建立几何模型、装配模型、有限元模型。步骤为：把结构科学的简单化；等效处理载荷；要合理地确定单元类型及网格密度，减少计算步骤，并且得到很好的计算精度。首先用软件中的建模模块，进行三维建模；再对它网格划分；用边界条件设置模块定义载荷、位移约束边界等数据，再进行有限元的分析。
套筒的应用领域十分的广泛不光在机械领域并且在工业冶金，电子学，航天学和生物科学等等领域上有着十分广泛的应用。随着世界经济的快速发展和科学技术的飞速发展，市场已经国际化。套筒得到了更广泛的应用，而设计师将设计生产结合大量的计算机辅助设计。
1.3套筒的主要研究内容
已知套筒的重要部件和机构的尺寸并且已有的三维建模软件及有限元分析软件等工具，来完成分析课题中的对象，从二维图纸到三维模型的建立。然后学会有限元软件的使用，并以有限元软件为工具对建成的三维模型进行力学上的仿真分析，最终得出相关的分析结果并结合理论讨论结果的准确性。
a、依照现有二维图纸完成三维模型的建立；
b、掌握CAD到CAE模型的转换方法；
c、掌握CAE的使用方法，完成对模型的网格划分及计算；
d、得到套筒的分析结果并判断其合理性，给出建议或措施。
第二章 建模过程
2.1 UG软件的概述
UGS公司是全球着名的MCAD供应商，这家公司主要为机械行业和电子行业也包括一些其他行业通过虚拟产品的开发进行一些产品在软件上的开发。以机械行业来说设计师设计一款产品或者零件，在制定构想的同时可以以UG软件进行三维产品的建模或者在设计出二维图纸的时候可以进一步的三维建模能够直观地观察期产品的模样并进行进一步的分析。UG是这家公司的主要产品。UG在各类机械行业或者其他相关的行业，包括一些高精尖的领域和磨具加工方面的市场占有着自己不可替代的地位。这么些年，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，在全球汽车行业得到了很大的应用。此外，UG在高精尖的行业有着十分出色的表现特别是在航空方面，在发达的美国的航空业安装了大量的UG软件。在俄罗斯航空业，更是占了大量的市场份额。 
在喷气式发动机方面UGS更是拥有着领先的地位，拥有着许多喷气式发动机的大公司比如Pratt&Whitney和GE。航空业的其他客户还有波音公司、以色列飞机公司、英国航空公司、伊尔飞机等等。来到国内已经有些年的UG公司，在这片发展飞速的市场上得到了很好的认可，也是在远东地区业务增长最快的国家。在这段时间你，已经得到中国的许多用户的认可。本文的三维设计就是用的UG软件。
2.2二维图所示的形状及尺寸

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