機(jī)械設(shè)計中的整體結(jié)構(gòu)分析技術(shù)-資料下載頁
2025-06-26 03:29本頁面
【正文】 分析。 167。 結(jié)構(gòu)件穩(wěn)定性分析流程－實(shí)現(xiàn)相關(guān)結(jié)構(gòu)件FEA模型生成及穩(wěn)定性分析。 圖2. 基于ANSYS_APDL的二次開發(fā)流程5 整體結(jié)構(gòu)分析在重型機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用 汽車起重機(jī)QY25D的整體結(jié)構(gòu)分析 我們對北京起重機(jī)器廠六面體四節(jié)臂的汽車起重機(jī)QY25D進(jìn)行了整機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析。這是該行業(yè)對整機(jī)分析的第一次賞試。全結(jié)構(gòu)劃分為三個子結(jié)構(gòu)及若干連接結(jié)構(gòu)，建立了兩個用于整機(jī)分析的程序流程： A. 全機(jī)方案設(shè)計的有限元參數(shù)化模型產(chǎn)生程序，其主要功能是對全機(jī)方案設(shè)計模型進(jìn)行有限元分析。在分析過程中，整機(jī)模型具有3067個節(jié)點(diǎn)；shell63元素3149個，beam4元素133，link8元素1個；有效自由度為17597。 B. 具有詳細(xì)設(shè)計車架模型的全機(jī)有限元參數(shù)化模型產(chǎn)生程序，其主要功能是對具有車架局部加強(qiáng)的整機(jī)模型進(jìn)行有限元分析。在分析過程中，整機(jī)模型具有4367個節(jié)點(diǎn)，shell63元素4471個，beam4元素217，link8元素1個；有效自由度為25166。 方案A與方案B比較表明，模型網(wǎng)格局部細(xì)化，會使模型分析規(guī)模增大。圖4表明整機(jī)分析的應(yīng)力分布云圖。整機(jī)應(yīng)力水平與分布的合理性證明了本文介紹的方法的正確性。但是，場外應(yīng)用表明，結(jié)構(gòu)件的局部穩(wěn)定性還是值得重視的。 圖3 QY25D整機(jī)分析的Von Mises應(yīng)力分析云圖圖4 整機(jī)分析的Y向局部變形與應(yīng)力分析云圖 礦用重型汽車BJZ3480車架的的整體分析 我們對北京重型汽車制造廠的BJZ3480型車架進(jìn)行了整體有限元分析。整體結(jié)構(gòu)劃分為五個子結(jié)構(gòu)，若干個連接結(jié)構(gòu)。最終的整體模型具有6769節(jié)點(diǎn)，7105有限元元素，其中，殼單元( shell63 )有7027個，梁單元( beam4 )有78個；結(jié)構(gòu)總自由度數(shù)40614。整體結(jié)構(gòu)分析得到了車架在舉升、剎車、轉(zhuǎn)彎及靜滿栽等四種不同工況下的變形與應(yīng)力水平(見圖8)。這是該廠第一次對如此復(fù)雜的組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，結(jié)果令人滿薏。 圖5 BJZ3480車架舉升工況的拉壓應(yīng)力云圖圖6 BJZ3480舉升工況的關(guān)鍵部位綜合應(yīng)力云圖圖7 BJZ3480支撐架在剎車工況時的拉壓應(yīng)力云圖圖8 BJZ3480車架靜滿載工況的局部應(yīng)力云圖 QY25D吊臂的屈曲分析 我們采用整體結(jié)構(gòu)參數(shù)化建模中的吊臂結(jié)構(gòu)件模型，進(jìn)行帶幾何大變形的非線性屈曲分析[4]，使用的ANSYS基本算法是：自動載荷增量方法、Newton_Raphson迭代法、及帶修正的Newton_Raphson自動迭代法。通過多工況的非線性屈曲分析證明，QY25D的吊臂在工程規(guī)范內(nèi)使用是穩(wěn)定的。但是，在結(jié)構(gòu)全伸狀態(tài)時，干擾主要是側(cè)載，超過最大總吊重10%的情況下，結(jié)構(gòu)將失穩(wěn)，失穩(wěn)前的最大Von Mises應(yīng)力25kg/mm**2。圖10是在嚴(yán)重工況下失穩(wěn)前的變形與應(yīng)力云圖。 圖9 第3節(jié)吊臂工況3的詳細(xì)設(shè)計模型失穩(wěn)前的變形與應(yīng)力云圖圖10 第3節(jié)吊臂工況4的詳細(xì)設(shè)計模型失穩(wěn)前的變形與應(yīng)力云圖穩(wěn)定性分析表明，即是結(jié)構(gòu)的線性靜應(yīng)力水平在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析還是非常必要的。11 / 1
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