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850噸整平機機架的有限元分析

發(fā)布于:2018-08-21 18:30
有限元分析

      該機的主要承載構(gòu)件是機架部分。機架的結(jié)構(gòu)簡圖及其受力模型如圖所示。由簡圖可知,機架具有對稱性,因而,可選取機架的四分之一部分進行有限元分析。計算采用三維八節(jié)點體單元,在486微機上進行電算。將機架的四分之一部分按其結(jié)構(gòu)尺寸確定其坐標,共分為360個節(jié)點;18G個單元,其中在機架的轉(zhuǎn)彎處有12個單元是扭曲單元,其余均為直角單元。局部單元的節(jié)點順序編號如圖所示。各節(jié)點根據(jù)約束情況的不同,對空間六個自由度的限制也下同。除機架底板上各節(jié)點的自由度全部約束外,其它各節(jié)點具有沿X,Y,Z三個方向的移動自由度,而繞三個坐標軸的轉(zhuǎn)動自由度全部約束。為保證結(jié)構(gòu)的對稱性,對XOZ平面和YOZ平面上各節(jié)點的位移加以限制,即:XOZ平面上各節(jié)點的Y方向和YOZ平面上的X方問的位移受到約束。
      各節(jié)點數(shù)據(jù)的生成將整個機架的四分之一進行網(wǎng)格劃分,計算出各單元節(jié)點的坐標值,完成各單元的編號。生成計算所需的數(shù)據(jù)文件,將節(jié)點坐標值、單元編號、材料的機械性能參數(shù)、節(jié)點的約束條件、均布載荷數(shù)值、力的作用面、應(yīng)力輸出要求以及繪圖參數(shù)的選擇等形成計算所需要的標準數(shù)據(jù)文件。運行計算程序,計算并輸出一工況的計算結(jié)果。
      為了檢驗節(jié)點坐標數(shù)據(jù)的準確性,由計算機首先畫出所選機架部分的結(jié)構(gòu)圖,如圖所示。從中可以看出,各節(jié)點的坐標數(shù)據(jù)及各單元的編號是準確的。為了分析整個結(jié)構(gòu)的變形情況,又繪出了變形前后的迭加圖,如圖所示。從中可以看出,變形情況是合理的,這說明計算結(jié)果與實際情況相符合。經(jīng)過計算可以看出,機架各單元的應(yīng)力中有百分之八十的單元應(yīng)力都在20MPa以下。根據(jù)第三強度理論對應(yīng)力較大的一些單元進行強度校核如下:通過對上述較大應(yīng)力的分析可以看出,較大應(yīng)力比較集中的主要部位是在上平臺板的第78,79,80,85,86,87,88,90單元以及下平臺板與機架立柱相交處的第11,38,49單元,這些部位即為整個機架結(jié)構(gòu)中相對比較危險的部位。根據(jù)第三強度理論:司得出結(jié)論整個結(jié)構(gòu)是安全的。


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