ZZ2转子的三维造型与有限元结构分析(2)_山东solidworks山东代理烟台昭阳网络技术服务有限公司

图3 扫描成型生成的ZZ2转子

2 有限元结构分析

利用COSMOS有限元分析软件进行有限元造型时，都会涉及到小特征的抑制，复合面的产生等问题，而给有限元建棱工作带来许多麻烦，甚至是难以克服的障碍，因此几何清理是及其重要的。即对转子进行简化，例如转子轴的精度，转子体铸造时的倒角。实际转子由转子轴与转子体热装而成简化成一个零件等。

2.1 建立实体模型并导入有限元分析模块

本文使用Solidworks软件构造的ZZ2转子实体模型，将要分析的模型进行必要的简化后导入有限元分析模块COSMOS中。

2.2 选择分析方法，建立分析项目

COSMOS提供了两种分析功能：静力分析、动力分析。

现主要进行静力分析。COSMOS的静力分析主要是分析各种结构在一定边界条件和载荷作用下应力、应变、位移、安全系数等的分布情况。

2.3 定义材料的属性参数

首先定义模型材料的各种属性，本文选择材料为35钢，其主要属性参数见表1。

表1 材料属性参数表

2.4 加载载荷及设置边界条件

密炼机转子由电机驱动，在炼胶过程中的受力是复杂的。根据能量守恒定律，电机所消耗的能量应用于密炼机转子工作过程中产生各种力所做的功。因此，我们取电机额定功率作为密炼机转子工作时的外载，忽略掉机械运动的损耗。

传动端输入扭距，大小为：

式中：

Mn——转子扭矩．N·m；

N——电机额定功率，kW；

n1，n2——分别为两个转子的转速，r·min-1；

k—过载系数，k=1.5

根据转子的设计理论。上顶拴形成的力值Q：

式中P为单位压力值(Pa)．δ为上顶栓受压面积值(m2)。该力向下挤压物料，当两转子的长棱中部相对时，则产生作用于两长棱上的初始时刻极限压力。

其中F为上顶栓作用力转化到转子上的压力，α为压力角。

在不同的转子棱上施加相应的载荷(20～25MPa)，完成转子轴的加载的边界条件。

图4 转子受力分析图

2.5 网格划分

如图5所示，运算后网格信息：

总节数：75110；要素总算：52523。

图5 ZZ2转子网格图

2.6 结构分析结果

如下图6～8所示：

图6 ZZ2转子应力分析图

图7 ZZ2转子位移分析图

图8 ZZ2转子安全系数分析图

ZZ2转子的三维造型与有限元结构分析(2)