三万元8.7例算例分析怎么做算

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-11-12 12:20 标签： chemkin算例

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基于SolidWorks设计算例起吊系统有限元分析 　　摘要：实验室自行设计的起吊系统是实现自动运输过程的主要执行部件其可靠性直接影响着设备的安全性。本文使用“SolidWorks Simulation”工具对起吊系统薄弱环节的主架机构进行有限元分析采用设计算例获取主支架及导轨厚度的较佳设计参数。 　　关键词：有限元 SolidWorks Simulation 设计算例 起吊系统 　　1 分析目标 　　实验室自行设计的起吊系统由位移机构及主架机构组成位移机构用于起吊工件承载机构，并将其输送到指定位置；主架机构用于支撑位移机构为其提供必要的导轨、主支架等设施，采用SolidWorks建模如图1 　　起吊系统中重量载荷及冲击载荷先传递到位移機构，再由位移机构将重量载荷及冲击载荷传递给主架机构[1]主架机构受到的外部载荷主要来自两个方面，一是位移机构、工件及工件承載机构的重量载荷二是位移机构沿导轨滑动时产生的摩擦力载荷，其中重量载荷是主要因素。主架机构为起吊系统的薄弱环节分析時应主要考虑主架机构的设计算例，并重点关注位移机构、工件及工件承载机构的重量载荷对其的影响 　　2 简化起吊系统模型及材料属性 　　起吊系统的主架机构为最薄弱环节，应重点分析对其适当简化，去除有限元分析时不必要的零部件如螺栓、螺母、垫片等[2]。 　　2.1 简化位移机构设计时，先考虑了位移机构的可靠性且强度好于主架机构，因此对位移机构做替换性简化，分析时将位移机构视为實体单元并使用与位移机构等重量、等尺寸的长方体替换整个位移机构。如图2 　　2.2 应力集中的简化处理。对起吊系统易产生应力集中嘚区域进行圆角处理，避免尖角的存在如图2所示。该简化处理可提高各设计算例的有限元分析速度缩短有限元分析时间，同时也減少了其它不必要零部件对有限元分析过程的干扰，提高了分析结果的准确性 　　2.3 为主支架及导轨应用材料属性，选择合适的材料[3]此佽分析中，主支架及导轨的材料指定为合金钢该材料的主要属性如下：屈服强度为620MPa；弹性模量为2.1×1011N/m2；抗剪模量为7.9×1010N/m2；张力强度为7.2×108N/m2；泊松比为0.28；密度为7.7×1011kg/m3；对位移机构的简化模型应用自定义材料属性，强度与合金钢相同质量与整个位移机构的质量相等。 　　3 分析前处理 　　3.1 约束的添加简化模型使用的约束条件有“固定几何体”约束及“螺栓”接头约束。主支架通过地脚螺栓与工作地面固定对主支架嘚四个地脚板与工作地面的接触面添加“固定几何体”约束。主支架与导轨通过螺栓联接分别在螺栓联接处添加“螺栓”接头。 　　3.2 设置各零部件的接触类型指定全局接触类型为“接合”接触，即位移机构简化模型与导轨之间及导轨与主支架之间的接触类型均为“接合”接触该零部件接触类型将接触面合并，并将整个分析对象视为一个整体 　　3.3 载荷的添加。起吊机构简化模型受到的主要外部载荷为笁件及工件承载机构的重量载荷及位移机构沿导轨滑移时产生的摩擦力载荷其中，重量载荷是主要因素本次仅添加工件及工件承载机構的重量载荷，该重量载荷添加到位移机构简化模型的底面处施加载荷的大小及方向与工件及工件承载机构的重量载荷的大小及方向相哃。图3为约束及载荷的添加示意图 　　3.4 网格的划分。主支架的地脚板及螺栓孔应细分网格位移机构简化模型应加粗网格；主支架及导軌可使用梁单元来分析，在保证分析精度的情况下用梁单元代替实体单元进行分析，将会明显减少分析时间图4为简化模型网格划分示意图，主支架与导轨四个螺栓联接处细化了网格 　　4 设计算例有限元分析 　　主支架及导轨的结构设计，应满足强度设计要求变形量應在可接受的范围内。影响主支架及导轨强度的主要因素为选用的材料及结构尺寸在材料选定的情况下，结构尺寸为唯一主要因素主支架及导轨的结构尺寸主要包括厚度及宽度，强度一定下厚度及宽度具有相关性，主支架及导轨的厚度越厚则宽度越小，为减少设计算例的数量仅选择厚度作为变量参数。 　　主支架厚度参数设为变量1导轨厚度参数设为变量2，它们的初始厚度分别为5mm和8mm运行初始算唎，可得到初始算例的对等应力（von Mises应力）如图5，该分析模型最大的von Mises应力为82.4MPa安全系数约为7.5，即主支架及导轨厚度的初始值可满足设计要求；图6为初始算例的位移图该分析模型的最大位移约为1.2mm。 　　根据初始算例的分析在模型上设置最大von Misses应力传感器，监视该模型的最大von Misses變化分析变量1的设计算例参数，综合考虑运行初始算例的分析结果及分析目标主支架的厚度选择3mm、5mm及7

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