【正文】 。同樣方法創(chuàng)建 mass 單元，在 card image 中選擇 mass21，單擊 creat，單元?jiǎng)?chuàng)建完成。本模型選用 Q345 鋼作為材料。在菜單中選擇“Materials” ，在彈出菜單中輸入名稱“steels” ， “card image”中選擇“MATERIAL” ，單擊“Creat/Edit”,輸入材料的彈性模量為 206000000，密度為 ，泊松比為 ，單擊“return” ，至此材料屬性創(chuàng)建完畢。本次設(shè)計(jì)默認(rèn)計(jì)算單位的量綱為 mN，mm，kg，kPa，使用其他單位時(shí)會(huì)進(jìn)行換算說(shuō)明。 約束和載荷的創(chuàng)建對(duì)有限元模型施加邊界條件的原則就是：在反映真實(shí)情況的前提下，對(duì)力和載荷進(jìn)行合理的簡(jiǎn)化。在施加邊界條件的過(guò)程中還要具體情況具體對(duì)待，綜合考慮模型結(jié)構(gòu)、分析目的、試驗(yàn)數(shù)據(jù)等因素。液壓油泵的軸的受力形式為在連接構(gòu)架處受到約束，另一端連接軸箱處受到橫向載荷和垂向載荷，因此在分析時(shí)需要在有兩個(gè)孔一端的剛性節(jié)點(diǎn)處分別添加約束，另一端的剛性節(jié)點(diǎn)施加載荷，具體操作如下：20 / 31在工具欄中點(diǎn)擊 Collector，進(jìn)入 Create 子面板后設(shè)置創(chuàng)建的集合類型為 Load Collectors，設(shè)置 Name 分別為 Forces1，F(xiàn)orces2 和 Spc，切換創(chuàng)建方法至 No Card Image 點(diǎn)擊 Return 返回主菜單。 兩個(gè)剛性節(jié)點(diǎn)上施加約束（Spc）在 Analysis 頁(yè)面中，選擇 Constraints 面板，點(diǎn)擊 Create 子面板，類型選擇為Nodes。激活自由度(Dof )1 到 6，點(diǎn)擊 Create,在點(diǎn)上創(chuàng)建約束。設(shè)置 Size=為 50，激活選項(xiàng) Label Constraints 點(diǎn)擊 Return 返回主菜單。圖 43 添加約束面板 C 剛性節(jié)點(diǎn)上施加載荷考慮液壓油泵的軸垂向會(huì)一直受到一個(gè)沿 Z 軸負(fù)方向的壓力。通過(guò)以上分析建立兩種載荷情況，如表表 載荷表載荷名稱 載荷大?。ǚ较颍〧orces1 19600N(Y 軸正方向)具體方法為選擇已創(chuàng)建的 Forces1 右擊選擇 MakeCurrent 設(shè)置為當(dāng)前，然后在Analysis 頁(yè)面中選擇 Forces 面板中選擇 Create 子面板，激活 Nodes 后，點(diǎn)擊剛性節(jié)點(diǎn)C，再設(shè)置 “Magnitude=”的值為 19600000,將方向選項(xiàng)由 N1,N2,N3 切換至 XAxis，點(diǎn)擊 Create 創(chuàng)建力，即可創(chuàng)建一個(gè)大小為 19600000mN，方向?yàn)?Y 軸正方向的力，點(diǎn)擊Create 創(chuàng)建力。點(diǎn)擊 Return 返回主菜單，載荷 Forces1 施加完成。載荷添加面板如圖44圖 44 添加載荷面板全部邊界條件創(chuàng)建后的效果圖如圖 4521 / 31圖 45 邊界條件添加后的效果圖 工況的創(chuàng)建在 Analysis 頁(yè)面中選擇 load steps，首先建立工況 1 的條件，命名 load1 后點(diǎn)擊loadcols，將之前設(shè)置好的約束條件 spc 和載荷條件 Forces1 選中，單擊 select 后單擊create，完成工況 1 創(chuàng)建。同方法使用 spc 和 Forces2 創(chuàng)建工況 2 和工況 3。工況表如表42表 42 工況表工況名稱 載荷名稱 約束Load1 Forces1Load2 Forces1＋3g 軸向Load3 Forces1＋2g 垂直軸向一端是延 X、 Y 方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)都約束，延 Z 方向的平動(dòng)也約束，Z 方向的轉(zhuǎn)動(dòng)放開(kāi)。另一端延X(jué)、Y 的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)都約束，延 Z方向的平動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)都放開(kāi) 計(jì)算及結(jié)果分析 對(duì)有限元進(jìn)行分析計(jì)算，需要使用 Ansys 軟件，計(jì)算步驟如下：將已經(jīng)用 Hypermesh 軟件處理完成的有限元模型導(dǎo)入到 Ansys 軟件中。具體方法為：在“File”中選擇“Export”,再選擇“FE Model”,在彈出對(duì)話框中輸入要保存22 / 31的文件名，格式為 cdb，并選擇保存的路徑。啟動(dòng) Ansys 軟件，點(diǎn)擊主菜單的“File” ，選擇“Read Input from”,打開(kāi)之前保存的文件。圖 46 工況 1 應(yīng)力云圖23 / 31圖 47 工況 1 位移變化云圖圖 48 工況 2 應(yīng)力云圖24 / 31 圖 49 工況 2 位移變化云圖圖 410 工況 3 應(yīng)力云圖25 / 31圖 411 工況 3 位移變化云圖液壓油泵的軸的材料為 Q345 鋼，安全系數(shù)為 ，所以最大許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)為300mPa，軸在使用過(guò)程中承受的外載荷為 19600N 左右。通過(guò)分析得到以下結(jié)論：1）對(duì)工況一進(jìn)行分析計(jì)算結(jié)果表明：在載荷作用下，最大應(yīng)力發(fā)生在凹槽的部位，該處的最大應(yīng)力為23900kPa 既 （圖 46） 。液壓油泵的軸材料為鋼，最大許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)為300mPa，而液壓油泵的軸的最大應(yīng)力為 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，所以能夠滿足拖車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度要求，同時(shí)還有較大的優(yōu)化空間。計(jì)算結(jié)果表明：在載荷工況下，最大變形出現(xiàn)在液壓油泵的軸連接軸箱處，最大變形量為 （圖 47） ，變形極小，符合要求。2）對(duì)工況二進(jìn)行分析計(jì)算結(jié)果表明：在載荷作用下，最大應(yīng)力發(fā)生在凹槽的部位，該處的最大應(yīng)力為23791 kPa 既 （圖 48） 。液壓油泵的軸材料為 Q345 鋼，最大許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)為 300mPa，而液壓油泵的軸的最大應(yīng)力為 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，所以能夠26 / 31滿足拖車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度要求，且仍有較大的優(yōu)化空間。計(jì)算結(jié)果表明：在載荷工況下，最大變形出現(xiàn)在液壓油泵的軸連接軸箱處，最大變形量為 （圖 49） ，變形極小，符合要求。綜合兩種工況應(yīng)力云圖與變形云圖，本次設(shè)計(jì)所研究的液壓油泵中的軸強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。3）對(duì)工況三進(jìn)行分析計(jì)算結(jié)果表明：在載荷作用下，最大應(yīng)力發(fā)生在凹槽的部位，該處的最大應(yīng)力為23950kPa 既 （圖 410） 。液壓油泵的軸材料為鋼，最大許用應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)為300mPa，而液壓油泵的軸的最大應(yīng)力為 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，所以能夠滿足拖車轉(zhuǎn)向架運(yùn)行時(shí)的強(qiáng)度要求，同時(shí)還有較大的優(yōu)化空間。計(jì)算結(jié)果表明：在載荷工況下，最大變形出現(xiàn)在液壓油泵的軸連接軸箱處，最大變形量為 （圖 411） ，變形極小，符合要求。 有限元分析小結(jié)本章不僅介紹了HyperMesh軟件的基本情況，而且著重講述計(jì)算模型的建立是一個(gè)非常復(fù)雜而且重要的過(guò)程，需要定義模型的類型、材料性質(zhì)、載荷約束。尤其是在畫(huà)分網(wǎng)格的過(guò)程中，要保持面與面之間的網(wǎng)格能夠相連接。因此需要對(duì)HyperMesh軟件非常熟悉，通過(guò)反復(fù)不斷的試驗(yàn)，才能得到與實(shí)際相符合的結(jié)果。應(yīng)用Ansys軟件進(jìn)行了強(qiáng)度計(jì)算，滿足設(shè)計(jì)要求，得到了應(yīng)力及應(yīng)變的具體狀況。通過(guò)進(jìn)行有限元分析可以發(fā)現(xiàn)此液壓油泵的軸設(shè)計(jì)還有較大的修改空間，可以進(jìn)一步優(yōu)化。27 / 31結(jié)論與展望本文研究的內(nèi)容是應(yīng)用 3ds max 軟件制作液壓油泵的虛擬裝配動(dòng)畫(huà)制作，以及應(yīng)用有限元分析法使用 Hypermesh 軟件對(duì)液壓油泵裝置中軸進(jìn)行分析。使其結(jié)構(gòu)滿足強(qiáng)度的要求。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以得到以下幾方面的結(jié)論： 3ds max 軟件對(duì)液壓油泵進(jìn)行虛擬裝配，其裝配順序與實(shí)際相符，這種方法可以直觀的展現(xiàn)制動(dòng)裝置的裝配順序。 Hypermesh 軟件對(duì)制動(dòng)關(guān)鍵部件軸進(jìn)行了有限元分析，分析結(jié)果表明應(yīng)力小于許用應(yīng)力，應(yīng)變小符合產(chǎn)品的性能要求。近年來(lái)，模擬仿真技術(shù)的研究受到學(xué)術(shù)界的重視，其目的是研究虛擬產(chǎn)品模型的建立和虛擬環(huán)境的建立，并將其用于實(shí)際的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)中，大大節(jié)省了人力、物力以及時(shí)間，其發(fā)展前景相當(dāng)廣闊。此外在進(jìn)行本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)液壓油泵的軸方面作了一定的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)液壓油泵發(fā)展比較快，但在某些性能方面存在不足，如果得到解決，性能會(huì)越來(lái)越好。28 / 31謝 辭經(jīng)過(guò)三個(gè)月的工作和學(xué)習(xí)，畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已基本結(jié)束，論文得以完成，要感謝的人實(shí)在太多了，首先要感謝周韶澤工程師、馬思群副教授，因?yàn)楸菊撐脑O(shè)計(jì)在兩位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的寫(xiě)作過(guò)程，無(wú)不凝聚著兩位老師的心血和汗水。各位老師要指導(dǎo)很多同學(xué)的論文，加上本來(lái)就有的教學(xué)任務(wù)和科研項(xiàng)目，工作量之大可想而知，他們還在百忙之中抽出大量的時(shí)間來(lái)指導(dǎo)我。他們循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪，他們淵博的專業(yè)知識(shí)，精益求精的工作作風(fēng)，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣。在我的畢業(yè)論文寫(xiě)作期間，兩位老師為我提供了種種專業(yè)知識(shí)上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒(méi)有這樣的幫助和關(guān)懷，我不會(huì)這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向這幾位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。 同時(shí)，還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)，對(duì)于你們的幫助和支持，在此我表示深深地感謝。在論文寫(xiě)作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書(shū)籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這五年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由衷的謝意，感謝他們五年來(lái)的辛勤栽培。各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，學(xué)院里也做了大量的工作，衷心感謝學(xué)院為我們畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了良好的工作設(shè)計(jì)環(huán)境，并對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)工作的指導(dǎo)和幫助。最后我還要感謝母校大連交通大學(xué)五年來(lái)對(duì)我的栽培。29 / 31參考文獻(xiàn)[1] 李芾,[J].電力機(jī)車與城軌車輛,2022,30(5):3035.[2] [M].北京:中國(guó)鐵道出版社,2022.[3] [J].北京:鐵道部科學(xué)研究院機(jī)輛所,1998.[4] [J].上海:上海鐵道大學(xué),1998.[5] [M]：中國(guó)鐵道出版社，.[6] 孫全黨，祁玉勤，張瑞娟．3D Studio MAX R3三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2022.[7] 羅慶生，韓寶玲，杜明慧. 3D Studio MAX軟件在機(jī)械產(chǎn)品虛擬現(xiàn)實(shí)裝配中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代機(jī)械，2022(4)：811.[8] 賈洪亮，姜鵬，關(guān)方．3ds [M]．北京：航空工業(yè)出版社，2022.[9] [J].北京:鐵道部科學(xué)研究院機(jī)輛所,1998.[10] 張勝蘭，:機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2022.[11] [M].,2022.[12] 張勝蘭，鄭冬黎，郝琪 等編. 基于HyperWorks的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)[M]. 機(jī)械工業(yè)出版社，2022.[13] J. M. J. McDill，A. S. Oddy，J. A. Goldak，et al．Finite element analysis of weld distortion in carbon and stainless steels[J]． Journal of Strain Analysis，1990, 25(1):5153.[14] X. K. Zhu，Y. J. Chao．Effects of temperaturedependent material properties on welding simulation [J]．Computers and Structures，2022, 80: 967976