基于SolidWorks Simulation 重型折彎?rùn)C(jī)機(jī)架部分失效分析案例

 重型折彎機(jī)架分析需求:

 機(jī)架橫梁孔 受到9000000N力(3個(gè)孔直徑為400mm的受力區(qū)域),分析左右側(cè)柱結(jié)合部分的受力情況。螺栓預(yù)緊力為默認(rèn)為1267N/M

1.1 模型處理

     在進(jìn)行分析之前,需要首先對(duì)模型進(jìn)行處理,比如焊接件或者裝配件,如果已經(jīng)是連接成一體的,盡量處理成一個(gè)零件(利用SolidWorks的連接命令可以將多個(gè)零件處理成一個(gè)零件),并將零部件中的細(xì)節(jié)特征壓縮或刪除,這樣有利于減少網(wǎng)格數(shù)目,提高計(jì)算效率;如果模型基本對(duì)稱可以處理成模型的一半或者1/4,進(jìn)一步減少網(wǎng)格數(shù)目,設(shè)置時(shí)以對(duì)稱代替。如下圖所示,機(jī)架由3個(gè)部件構(gòu)成,處理成3個(gè)零件后,進(jìn)一步將模型簡(jiǎn)化成1/4(部件上的一個(gè)倒角,非關(guān)鍵部位孔等隱藏)

1.2 建立算例

     在SolidWorks中,打開(kāi)Simulation的插件并建立靜力分析算例,最好以英文命名:

1.3 算例設(shè)置

在算例中以此設(shè)置:

A零件的材質(zhì)

B螺栓及接觸關(guān)系(設(shè)定全局無(wú)穿透,虛擬螺栓扭矩為1267N/M)

C固定及對(duì)稱關(guān)系(理想化底部固定,設(shè)定對(duì)稱關(guān)系)

D外部力(總共900T,設(shè)置時(shí)注意分割受力區(qū)域和力的大小)

E網(wǎng)格劃分(因?yàn)槟Ｐ椭挥?/span>1/4,可以網(wǎng)格為良好,提高計(jì)算質(zhì)量)

詳細(xì)設(shè)置過(guò)程就不一一詳述,注意接觸關(guān)系和網(wǎng)格的設(shè)置。

1.4 運(yùn)行

  設(shè)置完成點(diǎn)運(yùn)行,對(duì)案例進(jìn)行分析計(jì)算:

1.5 結(jié)果查看和評(píng)估

   應(yīng)力:最大應(yīng)力為280MPa,超過(guò)屈服,存在失效區(qū)域;最大值在中間臺(tái)階結(jié)合處;

安全系數(shù):查看安全系數(shù)小于1、2、3區(qū)域的是小區(qū)域分布情況:

安全系數(shù)為1:時(shí),結(jié)合處有應(yīng)力集中的失效存在;

安全系數(shù)為2時(shí):結(jié)合處以及頂部螺栓處等存在失效風(fēng)險(xiǎn)

安全系數(shù)為3時(shí),失效區(qū)域進(jìn)一步增大,多處存在失效風(fēng)險(xiǎn);

頂部螺栓孔受力(預(yù)緊力在1267N/M時(shí)):(螺栓依次從底往上8個(gè))

  此設(shè)備,在正常使用時(shí),沒(méi)有問(wèn)題,但是客戶私自使用設(shè)備進(jìn)行超負(fù)載的制造,造成開(kāi)裂,開(kāi)裂區(qū)域與安全系數(shù)為3的螺栓鏈接區(qū)域失效基本一致,經(jīng)過(guò)分析,可以證明,從設(shè)計(jì)上,此設(shè)備結(jié)構(gòu)在超過(guò)一定負(fù)載時(shí),容易開(kāi)裂,這個(gè)是結(jié)構(gòu)本身決定的,所以后續(xù)設(shè)計(jì)時(shí)采用了其他的結(jié)構(gòu),不再使用此結(jié)構(gòu)!!

本文原創(chuàng)首發(fā)于技術(shù)鄰(技術(shù)鄰,技術(shù)人員專屬的社交平臺(tái)。極致細(xì)分的技術(shù)點(diǎn),遇見(jiàn)真正的專家同行)