基于SolidWorks Simulation 重型折彎機機架部分失效分析案例

   SolidWorks Simulation是一款非常優(yōu)秀的分析軟件,直接集成于SolidWorks中,使用方便簡單、快捷,擺脫了舊有有限元軟件的是新一代CAD/CAE一體化的主流軟件之一。

 重型折彎機架分析需求:

 機架橫梁孔 受到9000000N力(3個孔直徑為400mm的受力區(qū)域),分析左右側柱結合部分的受力情況。螺栓預緊力為默認為1267N/M

1.1 模型處理

     在進行分析之前,需要首先對模型進行處理,比如焊接件或者裝配件,如果已經(jīng)是連接成一體的,盡量處理成一個零件(利用SolidWorks的連接命令可以將多個零件處理成一個零件),并將零部件中的細節(jié)特征壓縮或刪除,這樣有利于減少網(wǎng)格數(shù)目,提高計算效率;如果模型基本對稱可以處理成模型的一半或者1/4,進一步減少網(wǎng)格數(shù)目,設置時以對稱代替。如下圖所示,機架由3個部件構成,處理成3個零件后,進一步將模型簡化成1/4(部件上的一個倒角,非關鍵部位孔等隱藏)

               

    

 

1.2 建立算例

     在SolidWorks中,打開Simulation的插件并建立靜力分析算例,最好以英文命名:

1.3 算例設置

在算例中以此設置:

A零件的材質

B螺栓及接觸關系(設定全局無穿透,虛擬螺栓扭矩為1267N/M)

C固定及對稱關系(理想化底部固定,設定對稱關系)

D外部力(總共900T,設置時注意分割受力區(qū)域和力的大小)

E網(wǎng)格劃分(因為模型只有1/4,可以網(wǎng)格為良好,提高計算質量)

詳細設置過程就不一一詳述,注意接觸關系和網(wǎng)格的設置。

 

 

1.4 運行

  設置完成點運行,對案例進行分析計算:

1.5 結果查看和評估

   應力:最大應力為280MPa,超過屈服,存在失效區(qū)域;最大值在中間臺階結合處;

安全系數(shù):查看安全系數(shù)小于1、2、3區(qū)域的是小區(qū)域分布情況:

安全系數(shù)為1:時,結合處有應力集中的失效存在;

安全系數(shù)為2時:結合處以及頂部螺栓處等存在失效風險

安全系數(shù)為3時,失效區(qū)域進一步增大,多處存在失效風險;

頂部螺栓孔受力(預緊力在1267N/M時):(螺栓依次從底往上8個)

 

  此設備,在正常使用時,沒有問題,但是客戶私自使用設備進行超負載的制造,造成開裂,開裂區(qū)域與安全系數(shù)為3的螺栓鏈接區(qū)域失效基本一致,經(jīng)過分析,可以證明,從設計上,此設備結構在超過一定負載時,容易開裂,這個是結構本身決定的,所以后續(xù)設計時采用了其他的結構,不再使用此結構!!

本文原創(chuàng)首發(fā)于技術鄰(技術鄰,技術人員專屬的社交平臺。極致細分的技術點,遇見真正的專家同行)