Solidworks吊鉤分析

2013-07-28 by:廣州Solidworks培訓(xùn)中心來源:仿真在線

Solidworks吊鉤分析

0 引言

吊鉤作為起重運(yùn)輸機(jī)械的重要受力部件,起到連接起重機(jī)和重物的作用,如果損壞極易造成人身傷亡,其工作安全性能非常重要。因此吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用要求保證不會(huì)發(fā)生突然斷裂的危險(xiǎn)。所以要利用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)吊鉤進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 模型建立

選擇合金鋼作為吊鉤材料。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高,塑性、韌性好,較高的強(qiáng)度能承載重的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。良好的塑性可使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件破壞前變形比較明顯且易于被發(fā)現(xiàn),在一般情況下不會(huì)因超載而突然斷裂。鋼結(jié)構(gòu)良好的性能可調(diào)整結(jié)構(gòu)和構(gòu)件局部的高峰應(yīng)力,使應(yīng)力變化趨于平緩。良好的韌性可使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在動(dòng)載荷作用下破壞時(shí)要吸收比較多的能量。

通過Solidworks軟件建立吊鉤模型。

2 吊鉤的應(yīng)力分析和位移分析

應(yīng)用Solidworks中的cosmosxpress設(shè)計(jì)分析工具對(duì)吊鉤進(jìn)行分析。

(1)首先選用合金鋼作為材質(zhì);

(2)由于零件在分析過程中保持不動(dòng),約束就是用來固定零件的表面。所以必須約束零件的一個(gè)面,此處選擇吊鉤的環(huán)眼處作為約束面;

(3)選擇載荷,并指定受力面能力;

(4)確定受力方向,由于吊鉤受到向下的貨物拉力,所以指定力的方向?yàn)榇怪彼矫嫦蛳?

(5)運(yùn)行結(jié)果,得到吊鉤應(yīng)力分布圖。

由吊鉤的應(yīng)力分布圖可以看出應(yīng)力的最大值位于吊鉤內(nèi)表面。結(jié)合材料力學(xué)知識(shí)可知應(yīng)力達(dá)到某一特定值后,開始大規(guī)模塑形變形的現(xiàn)象稱為屈服。它標(biāo)志著材料的力學(xué)響應(yīng)由彈性變形階段進(jìn)入塑形變形階段。由于鋼結(jié)構(gòu)的塑性很好,所以在允許的載荷下只發(fā)生壓縮而不會(huì)斷裂。但又由于鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),經(jīng)常會(huì)在某些地方發(fā)生局部應(yīng)力集中,使截面的完整性遭到破壞。所以綜合考慮結(jié)構(gòu)和應(yīng)力對(duì)吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其重要。

在cosmosxpress中顯示吊鉤的位移分布圖。由位移分布圖可以看出最大位移發(fā)生在吊鉤前端部位。而吊鉤的位移分布本質(zhì)上是應(yīng)力引起的鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變?cè)斐傻?。在載荷一定的情況下,吊鉤前端部分由于受力面積小,導(dǎo)致變形大。在進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)引起注意。

3 吊鉤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

本文對(duì)吊鉤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是通過分析上面的應(yīng)力和位移分布圖并利用Solidworks中的cosmosxpress設(shè)計(jì)分析工具對(duì)吊鉤進(jìn)行小范圍內(nèi)的優(yōu)化設(shè)計(jì),在滿足應(yīng)力和位移的條件下更改相應(yīng)尺寸的上下界,得到新的合理的吊鉤模型,減輕了吊鉤質(zhì)量,得到了優(yōu)化的吊鉤模型。

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