搜索后橋的有限元分析
2013-06-18 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線
SGH65后橋是曙光車橋眾多產(chǎn)品中,比較成熟的一種車橋,它廣泛適用于乘用,商務(wù),多功能型車,發(fā)動機為汽油型。本文通過ANSYS有限元軟件對此橋結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析與計算,以便為設(shè)計人員提供可以改進(jìn)優(yōu)化此結(jié)構(gòu)的建議和參考。
2 使用ANSYS軟件對SGH65后橋進(jìn)行有限元分析
2.1有限元模型的建立
我們根據(jù)設(shè)計者向我們提供的SGH65后橋的二維圖紙建立有限元模型,在對計算精度影響不大的前提下,為提高計算速度,對模型做適當(dāng)?shù)暮喕?。我們在材料特性的選擇上,材料選擇為鋼性材料,楊氏模量選的值也很大,為保證其鋼性材料的性質(zhì),泊松比為0.3,密度為7850千克每立方米,然后以實體單元劃分網(wǎng)格,簡化后的有主減殼的有限元模型共有224210個節(jié)點,101377個單元,無主減殼的有限元模型共有225395個節(jié)點,99582個單元。
圖2 沒有主減殼的有限元模型
圖3 有主減殼的有限元模型
2.2 約束與載荷
2.2.1 約束的施加
為了模擬橋在真是工況下的狀態(tài),我們在施加約束時只在橋兩端面施加約束,并不完全固定死,以免產(chǎn)生不符合實際的較大的應(yīng)力集中。
2.2.2 載荷的施加
在有無主減殼的兩種狀態(tài)下,載荷的施加均分為兩種:
1、與橋殼軸管中心線垂直的方向施加8330N的力;
2、在滿載的狀態(tài)下在與橋殼軸管中心線垂直的方向施加20825N的力。
2.3 計算工況分類
由于缺少相關(guān)的技術(shù)參數(shù),本文主要是結(jié)合試驗標(biāo)準(zhǔn)中的試驗方法并結(jié)合已有的載荷參數(shù):車橋整體受1.7t的力,確定如下幾種計算工況進(jìn)行對比計算分析。
表一:計算工況對比描述
2.4 計算結(jié)果分析
2.4.1靜力結(jié)果分析比較
表二: 最大應(yīng)力值(MP)比較
圖4 工況一的應(yīng)力云圖
圖5 工況二的應(yīng)力云圖
圖6 工況三的應(yīng)力云圖
圖7 工況四的應(yīng)力云圖
圖8 工況一的變形云圖
表三: 最大變形值(mm)比較
圖9 工況二的變形云圖
圖10 工況三的變形云圖
圖11 工況四的變形云圖
我們通過以上諸表和圖形對靜力狀態(tài)下的四種工況有了很直觀的了解,現(xiàn)在我們對工況五~工況八的疲勞做一下分析比較。
圖12 工況五的疲勞壽命云圖
圖13 工況六的疲勞壽命云圖
圖14 工況七的疲勞壽命云圖
圖15 工況八的疲勞壽命曲線
3 結(jié)論
從強度計算結(jié)果來看,由于加載和結(jié)構(gòu)上的原因,在結(jié)構(gòu)局部地方存在應(yīng)力集中(最大應(yīng)力出現(xiàn)位置)問題,在制造過程中應(yīng)加強工藝保證;計算結(jié)果表明有動荷系數(shù)時應(yīng)力集中現(xiàn)象加大,最大應(yīng)力值上升,同時疲勞壽命減小;有主減殼時由于整體和局部剛度增大,相應(yīng)的總體變形減小,但局部應(yīng)力集中有所加大,表現(xiàn)為最大應(yīng)力值加大。
總體來說,該橋本身設(shè)計結(jié)構(gòu)還是合理的,只是在制造過程中應(yīng)盡量減少焊接缺陷導(dǎo)致局部應(yīng)力集中。
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