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基于solidworks对结构架的分析和优化

时间:2015-08-11 07:43来源:未知 作者: 点击:

旋转平台的结构架是整个旋转设备中主要承载的部件,它的强度和刚性情况直接决定了旋转平台设备的使用性能。

如果对单根梁进行受力分析显然很容易,但这个结构架为若干不同规格的结构架焊接而成,分析则比较复杂。每个转台台面钢架由8个扇形钢架组成,单件结构架由三种不同规格的矩形管焊接而成,整个转台的承载能力要求为60 kn,结构架为8个,受力按均布载荷处理,这样每个结构架的受力按8 kn计算。扇形钢架是由80×60×5、60×60×5和40×20×2.5的矩形管焊接而成。

1 有限元模型的建立及分析

首先我们先用solidworks2010建模。

新建一个零件文件,点击绘制草图,选择一个基准面。用相关的草图命令勾勒出线条,用尺寸进行约束。草图做好后,添加型钢。利用solidworks的焊接功能建模,点结构构件工具图标,选取边缘的线段做路径,材料规格选择方管管60×60×5。同理做出中间的大梁和其余的小梁,规格分别为80×60×5、40×20×2.5。然后利用剪裁命令处理掉多余的部分,建好的模型如图2。通过属性设置好材料,可知结构架的重量为82 kg。

梁的边缘都为圆角,这样分析起来会增加分析的时间。如果我们把结构架上圆角压缩掉,这样对计算结果没有什么影响并提高计算速度,所以将圆角都压缩掉。

1)由于目前的版本不支持多实体,所以先将多实体组合成单实体。运行solidworks自带的有限元分析插件simulation xpress。点选项,设置好分析结果的保存位置后,接着点下一步。然后点添加夹具,选择固定不动的面。本例中由于结构架靠中心支撑和轨板来支撑,所以选取这两个部分做固定约束部分。选好后接着下一步。

2)添加载荷。选择添加力,系统默认力的单位是公制(n),选取结构架约束的背面作为承重面,添加载荷大小为8 kn,方向垂直向下,选好后点确定,接着下一步。

3)选择材料。型钢的材料一般为q235,我们选择普通碳钢,其力学性能为δs=235 mpa,δb=370 mpa弹性模量为2×105 mpa,泊松比0.3,密度7.85×103 kg/m3。没什么问题就可以模拟了。

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