非線性有限元分析論文專用夾具的有限元分析-閱讀頁
2025-06-24 22:47本頁面
【正文】 的情況。 第 2 章 夾具結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析 4 圖 21 夾具有限元模型 模型的加載與約束 圖 22為模型的加載與約束。 (2) 壓爪下方的三個端面塊在受到輪轂的作用力的同時(shí)，還承受輪轂的重量，所以對三個端面塊施加集中力載荷，用 字母 A、 B、 C表示，大小為 816N。 (4) 當(dāng)夾具在高速轉(zhuǎn)動時(shí)，離心力對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響較大，因而對模型整體第 2 章 夾具結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析 5 施加慣性載荷，數(shù)值 是 角速度為 157rad/s。 夾具仿真結(jié)果的評價(jià)指標(biāo) (1) 材料強(qiáng)度的評價(jià) ANSYS Workbench 軟件 提供多種應(yīng)力準(zhǔn)則 ， 主要的是米塞斯屈服準(zhǔn)則和屈雷斯加屈服準(zhǔn)則。米塞斯屈服準(zhǔn)則考慮了中間主應(yīng)力對屈服的影響，理論上更加完善和保守，與試驗(yàn)結(jié)果也更加接近，故本課題選擇之。等效應(yīng)力和主應(yīng)力的關(guān)系可以表示為： (21) 式中 —— 第一主應(yīng)力； —— 第二主應(yīng)力； —— 第三主應(yīng)力。 (2) 結(jié)構(gòu)的變形評價(jià) 結(jié)果后處理器中的變形選項(xiàng)可以查看所分析對象的總體位移和 X、 Y、 Z方向的位移。 仿真結(jié)果分析 圖 23為夾具整體的等效應(yīng)力云圖，圖中數(shù)值單位均為 MPa，最大等效應(yīng)力發(fā)生在夾具的螺旋軸上，當(dāng)壓爪受到向上 的力時(shí)，會引起螺旋軸與軸套直接的擠壓，最大值等效應(yīng)力 的 數(shù)值 ，由于這一數(shù)值 小 于 鋼材的 屈服 強(qiáng)度，所以 不會產(chǎn)生 強(qiáng)度失效的現(xiàn)象。最大位移出現(xiàn)在壓爪上部分的邊緣處，位移值為 。 圖 26為螺旋軸位移云圖，圖中數(shù)值單位均為 mm，最大的位移量為 ，出現(xiàn)在螺旋軸的最頂端。圖 27為軸套等效應(yīng)力云圖，圖中數(shù)值單位均為 MPa，最大 應(yīng)力位于軸套內(nèi)部階梯部分的邊緣，數(shù)值為 。圖 28是 螺栓的等效應(yīng)力云圖，圖中數(shù)值單位均為 MPa。 圖 27 軸套的等效應(yīng)力云圖 圖 28 螺栓應(yīng)力圖 在夾具的徑向定位系統(tǒng)中，立車滑座拉板由于受到滑座滑條的拉力和離心力的雙重作用，所以其等效應(yīng)力較大，最大值是 。 第 2 章 夾具結(jié)構(gòu)的靜力學(xué)分析 8 圖 29 立車滑座拉板等效應(yīng)力云圖 第 3 章 夾具結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 9 第 3 章 夾具結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 引言 模 態(tài)分析技術(shù)廣泛應(yīng)用在設(shè)備的開發(fā)和動態(tài)特性等方面。此外，模態(tài)分析可以求解不同類型的動力載荷下響應(yīng)的接觸 [4]。模態(tài)分析屬于線性分析，即 僅能識別分析中的線性行為，對于所有的非線性行為都會被自動忽略，并且把非線性單元強(qiáng)行當(dāng)作線性單元來處理。 前處理 在進(jìn)行夾具的模態(tài)分析的建模過程中，必須定義夾具材料的楊氏模量 E和泊松比 ? 。 夾具仿真結(jié)果的分析 由 ANSYS Workbench 分析計(jì)算可知，夾具在非工作狀態(tài)下前 10階固有頻率和振型結(jié)果，如表 31所示。 圖 31 一階振型圖 圖 32 二階振型圖 圖 33 三階振型圖 圖 34 四階振型圖 第 3 章 夾具結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析 11 圖 35 五階振型圖 圖 36 六階振型圖 圖 37 七階振型圖 圖 38 八階振型圖 圖 39 九階振型圖 圖 310 十階振型圖 結(jié) 論 12 結(jié) 論 通過 ANSYS Workbench軟件對新夾具進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，驗(yàn)證了中心定位夾具的合理性和安全性，找到中心定位夾具 結(jié)構(gòu)的最大應(yīng)力 處、 位移等最薄弱的地方 ，從材料和結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了局部優(yōu)化。由得到的靜力學(xué)分析結(jié)果可知，夾具整體的等效應(yīng)力值均小于材料的疲勞強(qiáng)度，滿足設(shè)計(jì)的強(qiáng)度要求。模態(tài)分析中獲得了非工作狀態(tài)下夾具的前 10階固有頻率 和對應(yīng)的振型圖，其中一階頻率的數(shù)值為 ，遠(yuǎn)大于外界激勵的頻率25Hz，說明夾具不會發(fā)生共振，其動態(tài)特性是安
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