元结构理论在快速连接器上的分析及应用
栏目:快换接头 发布时间:2020-11-09 15:42
元构造外面正在神速连绵器上的认识及利用。元构造外面正在神速连绵器上的认识及利用 许盛辉 【摘 要】摘要:操纵元构造外面对神速连绵器实行了有限元认识谋划,并操纵 神速连绵...

  元构造外面正在神速连绵器上的认识及利用。元构造外面正在神速连绵器上的认识及利用 许盛辉 【摘 要】摘要:操纵元构造外面对神速连绵器实行了有限元认识谋划,并操纵 神速连绵器的 CAE 认识,验证了采用 Solid Works 作战三维数学模子,

  元构造外面正在神速连绵器上的认识及利用 许盛辉 【摘 要】摘要:操纵元构造外面对神速连绵器实行了有限元认识谋划,并操纵 神速连绵器的 CAE 认识,验证了采用 Solid Works 作战三维数学模子,再导 入 ANSYS Workbench 模块实行死板构件的有限元认识谋划形式和措施的准确 性,为联系工程本事职员供应了一种认识形式。 【期刊名称】福修工程学院学报 【年(卷),期】2016(014)006 【总页数】4 【枢纽词】Solid Works; ANSYS Workbench; 神速连绵器; 静力学认识 发现机装备的速换连绵器又称神速接头,装置正在发现机管事装配前端[1]。能够 告竣不必人工拆卸销轴就能赶速告竣种种发现机属具如挖斗、松土器、决裂锤、 液压剪、抓木器、抓石器等的转换,使发现机扩展决裂、剪切、肃除、压实、 铣刨、推运、夹送、抓取、铲刮、松散、吊装等众种功课[2]。全体属具转换过 程操作简洁、安静牢靠,大大普及了发现机的管事效力。 因为神速连绵器担负了发现机属具速换的功效,利用频率高容易变成疲惫损坏, 故对神速连绵器的静力认识,受力形变显得尤为厉重[3]。 1 元构造外面 元构造外面,便是以单位晶体的构造功能预测合座死板构造功能的形式。邦内 外很众学者操纵元构造外面对死板构造做计划认识,不但撙节计划修模的管事 量,并且普及认识效力,是一种由限度构造特质推导合座构造特质的有用形式。 徐燕申[1]等展现筋格的动态功能对机床床身的动态功能有较大影响,但未充裕 操纵筋格元构造的动态特质认识结果对床身构造实行参数优化,正在肯定水准上 仍然未能到达神速优化计划的央求。有限单位法是元构造外面利用的整体形式, BUTLER[2]等 利用有限元软件认识了元构造尺寸和振动的相闭,以此为底子, 提出合座计划的计划,并用有限元软件做了验证。 设编制的自正在度为 N,阻尼为比例阻尼,编制的运动方程为: 式平分别为编制的质料、阻尼、刚度矩阵;为外界驱策排阵。通过傅利叶变换 得: 编制的传达函数矩阵为: 由此传达函数矩阵可知,只需取得矩阵中的某一行或某一列单位,则搜罗了矩 阵的完全新闻。 对付联络部单位的动力学模子,起初分辩作战子构造的动力学有限元模子,然后 拼装成编制方程。子构造 1 的动力学方程为: 个中,构造节点位移为 u;u11 是子构造内部节点位移;u21 是弹簧-阻尼单位 与子构造连绵节点位移。 同理,子构造 2 的动力学方程为: 个中,构造节点位移为 u;u33 是子构造内部节点位移;u23 是接触面上与弹 簧-阻尼单位连绵的节点位移。 联络部由等效的弹簧-阻尼单位模仿,不推敲质料,动力学方程为: 式(1)、(2)、(3)分辩为联络部单位的两个子构造和弹簧-阻尼的动力学模子,有 f21=-f12,f23=-f32,u12=u21,u23=u32。归纳以上 3 个方程能够取得结 合部单位的动力学方程为: 从式(4)可知,只消确定等效弹簧-阻尼单位的动态参数即可代入联络部的有限 元模子实行谋划。 2 元构造认识 操纵 Solid Works 作战神速连绵器的模子,如图 1 所示。 神速连绵器正在自正在形态下,通过 ANSYS Workbench 软件对神速连绵器实行有 限元静力学认识,以便优化计划神速连绵器。采取有限元认识模子如图 2 所示。 图 2 中,6 根轴实践工件并无此轴,正在受力时通过其它工件上的轴传到此工件 上,故正在此标出,受力可正在轴皮相上加载。ANSYS 软件是美邦 ANSYS 公司研 制的大型通用有限元认识(FEA)软件,ANSYSWorkbench 是 ANSYS 软件一个 模块,搜罗前处分模块、认识谋划模块和后处分模块 3 个人。 2.1 网格划分 神速连绵对象料为 45 钢,密度 7.85 g/cm3,弹性模量 210 GPa,泊松比 0.3; 有限元模子采用四面体和六面体实体单位实行网格划分,整机节点总数为 552 739 个,有限元单位个数为 130 115,划分网格如图 3。 2.2 给神速连绵器增添拘束及载荷 轴 1、2 为固定轴,轴 3、4 有 30 t 力,轴 5、6 相向 20 t 力。如图 4(图中每 个受力箭头都有所标力的巨细)自重 600 kg。 创立轴 1、2 为固定轴,如图 5,轴 3 受力处境如图 6 中 A、F,分辩为 300 、 200 kN,轴 4 如图 6 中 B,受力 300 kN,轴 5 如图 6 中 C,受力 200 kN,其它轴 6 如图 6 中 D、E,受力均为 200 kN(图中每个受力箭头都有所标力的巨细)。 2.3 求解 点击运转,起源求解。取得神速连绵器的应力应变图解如图 7、8 所示。展现 了神速连绵器的应力应变散布。 从谋划结果可看出,神速连绵器的静力最大总变形为 0.297 08 mm,最大应力 为 311.16 MPa。从整机的受力变形来看,神速连绵器的静力最大总变形正在轴 4 上,独立对轴 4 静力认识,结果如图 9、10 所示。 对轴 4 实行静力认识可知,其最大静力变形为 0.297 08 mm,最大应力变形为 187.22 MPa。 3 结论 通过元构造外面对神速连绵器实行了认识谋划,并依据认识结果对原有神速连 接器构造实行了改善。认识结果解释,神速连绵器的轴 4 受力变形最大,这与 神速连绵器正在实践利用中受到变形损坏的地方一律。正在工程执行中把轴 4 的直 径加大 3%足下后,正在近 1 年的时辰内没有产生失效气象。可睹,基于元构造 外面的认识形式具有较好的增添价格,春联系工程本事职员有肯定的指挥性。 参考文献: [1]徐燕申,张兴朝,牛占文,等.基于元构造和框架优选的数控机床床身构造 动态计划筹议[J].死板强度,2001,3(1):1-3. [2]Butler S L,Dhingra A K. Integrated structure and control design of actively controlled s