【正文】 載荷 劃分單元網(wǎng)格 運行 計算算例 查看結(jié)果文件得出結(jié)論 11 機座及端蓋的有限元仿真 材料類型 Solid Works 2020 軟件本身提供了 Solid Works DIN material 和 Solid Works material 兩種常用材料的材質(zhì)庫，用戶可以選擇“自定義材料”選項或安裝企業(yè)需要的材料庫，對所需材料的 屬性進行編輯或定義。使用 Solid Works 操作流程一般歸納為如圖 所示： 圖 靜力學分析流程圖 通常情況下，幾何模型對網(wǎng)格的要求有著極其重要的意義，需要修改 CAD幾何模型，以滿足網(wǎng)格劃分的要求。因為選擇合適的解算器需要一定的經(jīng)驗，這時可以選擇自動，在不確定哪個解算器是分析的最佳選項時，使用該選項 [6]。當模型中使用的材料彈性模量差異很大時（比如鋼和尼龍），迭代求解比直接求解精度低，在這種情況下，推薦 使用 Direct sparse 解算器。 4） 單元類型。 Direct sparse 解算器在計算機可用內(nèi)存足夠多時速度較快。一般而言 FFE Plus 解算器在計算機可用內(nèi)存足夠多時速度較快。處理小問題時（ 25000個自由度或更少），所有的解算器都很有效；而當求解大問題時，它們的性能（速度和內(nèi)存使用）會出現(xiàn)很大差異。 Solid Works 2020 有兩類解算器： FFE Plus 和 Direct sparse。這些載荷可以是外部作用力和壓力，穩(wěn)態(tài)慣性力（重力和離心力），強制（非零）位移，溫度（熱應(yīng)變）。另外，當隨時 間變化的載荷可以用近似等價的靜力載荷來代換，或者載荷和系統(tǒng)的響應(yīng)隨時間變化足夠緩慢時，也可以作為靜力學分析。邊界條件施加情況如下，工字鋼梁兩端面的 6 個自由度均被約束住，施加在曳引輪、定子轉(zhuǎn)子環(huán)上的扭矩以及加在曳引輪上的壓力通過耦合到中間軸的方式進行加載。 曳引機整體安裝網(wǎng)格化 曳引機有限元網(wǎng)格模型采用二階實體四面體單元劃分網(wǎng)格方式，并生成其爆炸視圖。在對 Solid Works 2020 中的零部件進行建模中，在總體上可以將其分為以下流程進行建立，如圖 23 所示： 8 圖 Solid Works 建模工程流程圖 曳引機整體受力和 3D 模型 該曳引機主要受重力作用，輪轂上受到電梯橋廂對它的拉力和轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的力矩，轉(zhuǎn)子上電磁作用產(chǎn)生的力矩和定子上產(chǎn)生的反作用力矩。 6 第二章 曳引機機座和端蓋圖 機座和端蓋 2D 零件圖 曳引機的機座和端蓋的二維零件圖分別如下圖 和 所示： 圖 曳引機機座零件圖 7 圖 曳引機端蓋零件圖 Solid Works 建模工程流程 根據(jù)零件圖，利用 Solid Works 2020 軟件進行產(chǎn)品的三維設(shè)計，必須先了解該軟件的設(shè)計工作流程，就是說在設(shè)計零部件的過程中需對零部件形成的形成過程有一個比較流暢的設(shè)計思路，明確先大局，后小節(jié)；先整體，后細節(jié)的產(chǎn)品形成流程。 一般有限元分析軟件基本操作步驟一致，分為前處理，求解和后處理 3 大步驟， Solid Works 2020 有限元分析具體細分為 7 步驟：選擇分析類型 → 賦予應(yīng)用材料 → 添加約束關(guān)系 → 施加外部載荷 → 劃分網(wǎng)格 → 運行算例 → 查看結(jié)果文件?？紤]到曳引機支撐部件在外界載荷作用下將產(chǎn)生振動，為了評價其固有振型和頻率，運用模態(tài)分析技術(shù)的有限元方法在 Solid Works 2020 軟件下解算模型并抽取特征值分析了其模態(tài)。 首先，為了得到較為精確的分析結(jié)果，本次課題將采用階實體四面體單元 ， 因為階實體四面體單元能很好的模擬真實的變形形狀，再通過網(wǎng)格控制功能，對關(guān)鍵部位進行網(wǎng)格加密，節(jié)省計算時間，為以后分析計算的精準性打下牢固的基礎(chǔ)；再對模型賦予不同的材質(zhì)，觀察和分析不同材質(zhì)對其強度和剛度的影響，通過對不同材料的位移、應(yīng)力、應(yīng)變及安全系數(shù)的比較，得出靜力學分析結(jié)論。同時 ，友好的 Windows 操作界面 及對各類工程問題的處理也使它備受 各國 企業(yè)工程師的青睞。用 Solid Works 2020 做有限元分析越來越受到大眾的青睞，因為他具有強大三維建模功能，易學易用，操作簡單實用，而且它的計算功能很強大，對于結(jié)構(gòu)復雜的曳引機采用這方法是很好的。同時， Solid Works 2020 不僅具備十分豐富的外部載荷約束條件設(shè)置，還擁有強大的約束連接設(shè)置，能真實的模擬彈簧、螺栓、點焊等連接關(guān)系，充分分析間隙、過渡、過盈配合，可以從三維笛卡爾坐標系、圓柱坐標系和球面坐標系對結(jié)果進行 觀察分析。 Solid Works 2020 具備一階實體四面體單元、二階實體四面體單元、一階三角形殼單元、二階三角形殼單元和橫梁單元。目前，已出現(xiàn)了不同形態(tài)的有限元方法，并由此產(chǎn)生了一批非常成熟的通用和專業(yè)的有限元商業(yè)軟件。 FEA 也稱為有限元法，是一種求解關(guān)于場問題的一系列偏微分方程的數(shù)值方法。 本次設(shè)計通過有限元的分析方法，根據(jù)機座和端蓋的實際結(jié)構(gòu)和承載情況，較為準確地分析出它們的應(yīng)力分布情況和疲勞度以及固有振動頻率和振型，從而由這些重要的數(shù)據(jù)，并進一步分析出曳引機機座和端蓋振動的主要失效形式和危險位置，并且可以為試驗?zāi)B(tài)分析提供實際依據(jù)，相互比較，診斷出結(jié)構(gòu)的故障和隱患，然后進行改進，提高工作中工作效率，避免由于它的振動造成的事故。正因為此，電梯成為了人們工作生活中高頻接觸的東西，機座和端蓋作為曳引機的主要支撐部件，其疲勞損壞，強度和剛度不夠均會嚴重后果。機座和端蓋的破壞通常是受到地腳安裝處螺栓預緊和振動導致，另外機座和端蓋軸承安裝處受到轉(zhuǎn)子帶動軸承的壓力載荷作用有可能導致變形。曳引機是電梯的核心部件，主要由同步電動機、曳引輪和制動系統(tǒng)組成，其中主要承載部件包括三部分：一部分是由機座和端蓋構(gòu)成的支撐部件，一部分是由軸輪轂、輪輻、曳引輪構(gòu)成的運轉(zhuǎn)部件，另外一部分是由制動瓦、制動臂及制動桿構(gòu)成的制動部件。由于這些優(yōu)點，在超高層建筑飛速崛起的今天，電梯和電梯技術(shù)已經(jīng)成為與人們工作生活息息相關(guān)的重要組成部分。電梯是當今世界高層建筑中不可缺少的垂直方向交通運輸工具，給人民的生活帶來了便利和舒適感，特別在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會和經(jīng)濟貿(mào)易活動中，電梯已經(jīng)成為城市物質(zhì)文明的一種標志。 Solid Works 2020。 the finite element analysis； Fatigue life。Solid Works 2020。 疲勞壽命 。 關(guān)鍵詞 ： 曳引機 ?？紤]到曳引機支撐部件在外界載荷作用下將產(chǎn)生振動，為了評價其固有振型和頻率，運用模態(tài)分析技術(shù)和有限元方法在 Solid Works 2020 軟件下分析了其模態(tài)。為準確了解該型號曳引機主要支撐部件 (機座及端蓋 )的使用壽命，從而提高其可靠性，在靜力學結(jié)構(gòu)分析的基礎(chǔ)上分析了該型機座和端蓋的疲勞壽命。 二、進度安排及完成時間 ： 1．宣布畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 、明確課題要求，收集、閱讀相關(guān)資料； 周 2． .調(diào)查研究、分析課題要求、完成開題報告和畢業(yè)實習； 周 3．課題方案論證 ； 2 周 4．三維建模及有限元分析： 2 周 1）結(jié)構(gòu)靜力學分析 2 周 2）結(jié)構(gòu)疲勞分析 2 周 3）結(jié)構(gòu)模態(tài)分析 2 周 5．撰寫畢業(yè)設(shè)計計算說明書 2 周 6．答辯 1 周 1 目 錄 摘要 ................................................................................................................................ 1 Abstract .......................................................................................................................... 2 第一章 緒論 ................................................................................................................ 3 項目背景及意義 .............................................................................................. 3 課題研究的現(xiàn)狀與發(fā)展 .................................................................................. 4 課題研究的方案和步驟 .................................................................................. 5 第二章 曳引機機座和端蓋圖 .................................................................................... 6 機座和端蓋 2D 零件圖 ................................................................................... 6 Solid Works 建模工程流程 ............................................................................. 7 曳引機整體受力和 3D 模型 ........................................................................... 8 曳引機整體安裝網(wǎng)格化 .................................................................................. 8 第三章 結(jié) 構(gòu)靜力學分析 ............................................................................................ 9 線性靜力學分析基礎(chǔ)知識 .............................................................................. 9 靜力學分析概述 ..................................................................................... 9 靜力學分析的一般流程 ....................................................................... 10 機座及端蓋的有限元仿真 ............................................................................ 11 材料類型 ............................................................................................... 11 單元類型 ............................................................................................... 11 網(wǎng)格劃分 ............................................................................................... 12 載荷及邊界條件 ............................................................................................ 14 整體受力 ..........................................