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由于隔膜泵進(jìn)料閥箱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，要求通過(guò)對(duì)進(jìn)料閥箱蓋進(jìn)行打壓以得到聯(lián)接螺栓的預(yù)緊效果，因此對(duì)承受較高壓力的進(jìn)料閥箱蓋就提出了一定的強(qiáng)度要求。在進(jìn)料閥箱蓋的分析過(guò)程中，由于其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，模型在進(jìn)行有限元分析網(wǎng)格劃分時(shí)對(duì)網(wǎng)格劃分密度有較高要求，既要保證內(nèi)部承壓面的網(wǎng)格密度和均勻性，又要保證總體網(wǎng)格數(shù)量不宜過(guò)多以免影響求解速度。
進(jìn)料閥箱蓋體材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，其機(jī)械性能490 MPa，對(duì)進(jìn)料閥箱蓋的計(jì)算只考慮柱塞與蓋體密封腔內(nèi)面承受45 Mpa壓強(qiáng)工況，進(jìn)行靜強(qiáng)度計(jì)算，為提高計(jì)算效率，根據(jù)進(jìn)料閥箱蓋結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，以實(shí)體模型的1/4建立有限元模型，保留R2的圓角特征，采用實(shí)體單元solid45劃分網(wǎng)格。進(jìn)料閥箱蓋與導(dǎo)管支架接觸面施加X(jué)向約束，模型對(duì)稱(chēng)面施加對(duì)稱(chēng)邊界條件，內(nèi)部打壓腔表面施加45 Mpa壓強(qiáng)。
ANSYS網(wǎng)格劃分工具欄可進(jìn)行下列操作：(1)控制Sizing水平；(2)設(shè)置單元尺寸控制；(3)指定單元形狀；(4)指定網(wǎng)格劃分類(lèi)型(自由或映射)；(5)對(duì)實(shí)體模型圖元?jiǎng)澐志W(wǎng)格；(6)清除網(wǎng)格；(7)細(xì)化網(wǎng)格。對(duì)進(jìn)料閥箱蓋的有限元模型設(shè)置整體網(wǎng)格尺寸為10 mm，加載處階梯孔及圓角處小尺寸特征面設(shè)置網(wǎng)格尺寸為5 mm，生成單元共130515個(gè)，節(jié)點(diǎn)24606個(gè)。分析后結(jié)果顯示最大等效應(yīng)力位于承壓密封腔內(nèi)，可以看出，此時(shí)進(jìn)料閥箱蓋模型的單元?jiǎng)澐中Ч⒉皇呛芎茫霈F(xiàn)最大應(yīng)力處的單元不夠連續(xù)，存在一定的應(yīng)力集中及應(yīng)力歧義點(diǎn)，對(duì)整體模型的強(qiáng)度分析結(jié)果會(huì)造成一定程度的誤差。
Hypermesh作為杰出的有限元分析前后處理平臺(tái)，擁有全面的求解接口、強(qiáng)大的集合清理和網(wǎng)格劃分功能，能夠高效的建立各種復(fù)雜模型那個(gè)的有限元和有限差分模型，其實(shí)體幾何和實(shí)體網(wǎng)格劃分功能建立了六面體和四面體網(wǎng)格劃分功能的，本文僅從Hypermesh對(duì)進(jìn)料閥箱蓋模型的網(wǎng)格劃分功能為例進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)進(jìn)料閥箱蓋的有限元模型設(shè)置整體網(wǎng)格最大尺寸為20 mm，加載處階梯孔及圓角處小尺寸特征面設(shè)置最小網(wǎng)格尺寸為1 mm，采用TetraMesher四面體網(wǎng)格自動(dòng)劃分技術(shù)，軟件即可自動(dòng)完成網(wǎng)格尺寸由大到小的過(guò)渡，無(wú)需人工干預(yù)而創(chuàng)建高質(zhì)量網(wǎng)格。模型共生成單元74759個(gè)，節(jié)點(diǎn)16216個(gè)。分析后結(jié)果顯示最大等效應(yīng)力同樣位于承壓密封腔內(nèi)，134孔內(nèi)側(cè)止口R2圓角處，最大應(yīng)力128.478 MPa、最大變形0.174 mm。
采用Hypermesh劃分網(wǎng)格的分析模型，其分析結(jié)果與ANSYS直接劃分網(wǎng)格的分析結(jié)果相比較，應(yīng)力僅相差0.960，變形相同，但網(wǎng)格質(zhì)量顯然好很多，不再出現(xiàn)明顯的應(yīng)力不連續(xù)及應(yīng)力集中現(xiàn)象，并且總體單元數(shù)量減少了42.70，節(jié)點(diǎn)減少了34.10，計(jì)算速度得到明顯提高。因此，對(duì)于存在小尺寸特征或形狀復(fù)雜的分析模型，使用Hypermesh軟件劃分網(wǎng)格，不僅可以達(dá)到小尺寸特征處網(wǎng)格細(xì)化的目的，還同時(shí)降低了總體網(wǎng)格數(shù)量，并且能夠取代子模型分析技術(shù)，使分析結(jié)果更快速、準(zhǔn)確。
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