如何计算载荷加载与约束载荷的施加直接关系?? 路灯维修车出租
新闻分类:行业资讯 作者:admin 发布于:2016-11-024 文字:【
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摘要:
如何计算载荷加载与约束载荷的施加直接关系??
路灯维修车出租, 佛山路灯维修车出租, 佛山路灯维修车租赁, 有限元模型实体模型建立完成之后,还需要定义材料属性、划分网格,生成有限元模型。合理的有限元模型的建立是进行有限元分析的关键。 1、定义材料属性材料属性的选取对有限元分析结果影响很大,选取的材料属性应尽量与真实材料的属性相符合。路灯车散热器芯体装配机压装部中各零部件所用的材料不一样,大部分为钢板,其材料为45#钢;螺杆和螺母的材料为35SiMn;导轨及滑块的材料为55#钢。本文中共设置了3种材料属性,其力学性能参数。 划分网格网格的划分是建立有限元模型的重要环节,划分的网格形式对计算规模和计算精度有直接影响关系,所需考虑的问题多,工作量大。建立正确、合理的有限元模型应遵循如下原则:
(1)网格数量网格数量的多少影响计算规模和结果精度。网格数量增多会提高计算精度,但也会增加计算规模,影响效率。因此,在确定网格数量时需要权衡计算规模和计算精度因素。
(2)网格疏密网格疏密是指在结构的不同部位划分不同大小的网格。比如为了更好地反映数据变化情况,在计算数据变化梯度较大的地方采用密集的网格;相反的,在数据变化梯度小的地方采用较为稀疏的网格,减少模型规模,提高计算效率。
(3)其他网格划分时,还应该保证网格质量、单元阶次、分界面和分界点和位移协调性等,它们对计算精度和计算速度都有着或多或少的影响。拍压整平模块主要分为4个部分:支架、整平板、调节板和连接件。其网格划分后的有限元模型,该模型共有4.28万个单元,8.62万个节点。 实体接触由于拍压整平模块是一个多部件机构,为了更好的模拟实物的分析情况,还需要确定部件之间的相互关系。在ANSYSWorkbench中有5种可以使用的接触类型: 多次允许分离允许滑动装配机压装部各部件的连接主要通过焊接和螺栓连接,在本章静力分析中,定义焊接的部件之间的接触为Bonded接触。对于螺栓连接的部件,由于螺栓连接比较多,没对螺栓连接进行预紧力设置,因此连接的部件之间的相互接触定义为Frictionless接触,螺栓与部件之间的接触也设置为Bonded接触。
载荷加载与约束载荷的施加直接关系计算结果的准确性,是有限元分析的最重要环节。对于拍压整平模块的静力分析,载荷与约束施加情况如下:压装时,拍压整平模块的整平板按压在排列好的扁管和翅片上,其支架呈水平放置,收到工件对其反作用力Fn=1643.43N。受到自身重力,施加一个标准重力载荷。此时,两个收放气缸分别对其分别有一个推力,为1432.3N,其方向与气缸推杆的方向相同。通过测量与计算,推力与水平呈22.4°。 边界约束可以视为一种载荷,也是有限元分析的重要内容,其约束条件的正确与否也关系到计算结果的准确性。边界约束既要有足够的约束消除刚体运动,以获得位移的正确解;而多余的约束又会增加部件的计算刚度,产生实际不存在的附加约束,使结果失真。本文中对拍压整平模块的四个基座连接块的内孔施加全约束。载荷和约束施加之后,对有限元模型进行求解。求解完成后,对结果进行分析和评价。
结果分析与评价对计算结果的分析评价,可以为后面章节的分析提供参考依据,也对结构的优化设计提供参考数据。(1)变形情况分析, 拍压整平模块压装时的总位移云图,可以看出连接收放气缸的支座与横梁2连接处的总变形最大,为1.26×10-4m,其次为支架纵梁中部,整平板处的变形较小,这是因为横梁2处是主要受力部分。为了更好地观察它们的变形趋势,分别沿着横梁2的X向和支架纵梁的Y向建一路径e。从图中可以看出,拍压整平模块近似对称结构,在中间部位达最大值,为1.23×10-4m,变形先由小变大,再由大逐渐减小;支架纵梁的变形也是先从小变大,在支架纵梁与横梁2的连接处达到最大值6.68×10-5m,随后再逐渐减小,其中在支架纵梁前端,即靠近整平板处的变形量很小,小于1.45×10-6m。 拍压整平模块主要作用就是整平高低不平的翅片和扁管,因此Z向的变形量对工件加工平整度至关重要,X、Y向的变形量对工件加工精度影响不大。图3.12为拍压整平板Z向的变形云图,从图中可以看出,Z向最大变形发生在横梁2的中间部位,这是由于横梁2连接收放气缸支座,是受力的主要部位,此变形情况较合理。拍压整平模块的最大变形量为-1.11×10-4m,其中“-”表示变形位移沿Z轴的负方向,而整平板的变形量最大为1.09×10-5m。利用AWE中的Probe指针具体观察整平板的变形情况,发现整平板的变形量为1.09×10-5m,小于平整度要求的5×10-5m,因此拍压整平模块的变形对工件的加工精度影响不大,满足设计要求。
(2)应力分布情况, 为拍压整平模块的等效应力云图,由图可知结构的等效应力最大值为34.4MPa,发生在横梁2与支架纵梁的连接处。在该连接处附近的支架纵梁上、横梁2上以及支架纵梁与支座的连接处应力也较为集中;而在抽板、横梁1、整平板以及支架纵梁前端等处应力分布较小,均低于3.82MPa。由于拍压整平模块的材料为45#钢,屈服强度为355MPa,结构危险点的最大等效应力远远小于其屈服强度,因此拍压整平模块的结构满足强度要求。 对危险区域做具体分析,对横梁2沿X向和支架纵梁沿Y向分别做一路径,观察25横梁2和支架纵梁上的应力变化趋势。横梁2上在与支架纵梁连接处应力最大,然后应力逐渐减小,在收放气缸支座的连接处又升高,在横梁中部应力最小。由于拍压整平模块近似为一对称结构,横梁2上的应力分布情况与该结构契合。可以看出应力最大值在支架纵梁与横梁2的连接处,由于横梁2上有收放气缸支座,是主要受力部件,此处出现应力较大现象较为合理。图中的三个极值处分别为支架纵梁与支座、横梁1、横梁2的连接处,这是由于连接处的直角处容易出现应力集中现象,而在其他非接触区域应力分布较小。
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