手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
針對剪切機機架的各部分應力變形未知的現實，采用計算機輔助工程(CAE)軟件ANSYS對機架進行了三維應力有限元分析，找出了其薄弱環節，并用實驗方法對分析結果進行了驗證。
圖為機架整體圖，為了精確揭示機架的應力、變形情況，在建模時，考慮到機架的結構具有對稱性，雖然結構的受力不完全對稱，但在傳動側的右半片機架的受力大些，所以在對結構進行有限元分析時，只分析受力比較危險的右半片機架。因為結構比較復雜，所以采用20節點的三維實體單元SOLID95進行剖分，模型共劃分14407個單元、23649個節點，如圖。機架的材質為HT15-33，其彈性模量為120000MPa，泊松比為0.25。
如圖所示，機架受力為：曲軸傳給機架的力(P1x、P1y)、螺栓對機架突出部分的壓力(P2)和剪切力通過下刃臺傳給機架底座的壓力(P3)。其中，曲軸對機架的作用力按均布載荷施加；螺母對機架的壓力和剪切力通過下刃臺傳遞給機架底座的壓力都是按均布載荷施加。
由于機架底座是用螺栓固定在地基上，不產生移動和轉動，所以底座按全約束處理；機架沿z軸方向左右對稱，所以對稱斷面的z方向的位移被約束。
以剪切材質為SS400的被剪切件為例進行機架的三維有限元計算和分析，最大剪切力的數值按94189.5N輸入(由實測得出)，而經過曲柄連桿系統及曲軸折算出的P1x、P1y、P2、P3的值如下：
機架的第一主應力基本上都為拉應力，即e1>0，只有在機架底座上幾處出現第一主應力為負(e1<0)的地方，即為壓應力，但其值非常小，最大值為6.093MPa，如圖，第一主應力的具體分布規律如下：
(1)立柱上第一主應力分布規律 立柱右側第一主應力沿y軸正方向逐漸減小，機架與凸臺連接處附近，第一主應力又有所增加，但最大的第一主應力出現在立柱與底座的相交處，其值為63.326MPa，遠遠大于最大壓應力的值6.093MPa，對于鑄鐵這樣的材質是非常不利的；沿立柱的左側第一主應力的值基本上不變，只是在立柱與底座的相交處出現了壓應力。
(2)頂蓋上的第一主應力分布規律 頂蓋上受力既有拉應力，也有壓應力，但其數值都是比較小的，處于相對安全情況。
(3)底座上的第一主應力分布規律 底座上的受力既有拉應力，也有壓應力，而且在與立柱相交處的應力值較大，該處比較危險，但其值仍小于立柱上最大受力處的值。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州納泰科技咨詢有限公司
本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司www.057293.com，轉載請注明出處和相關鏈接！