冲压座椅强度与疲劳有限元仿真.pdfVIP

冲压座椅强度与疲劳有限元仿真 褚洪杰 崔国起 - 吴华杰 谷 芳 1天津大学机械学院 天津 300072 2天津大学 内燃机研究所 天津 300072 3天津市天大银泰科技有限公司 天津 300457 摘 要：结合力学基本概念，对某冲压座椅的失效原因进行了仿真分析。首先应用圣维南原理等力学概念 对冲压座椅几何模型进行简化，然后结合计算力学理论采用商业软件对座椅进行底板强度和靠背疲劳仿真分析。 仿真结果表明，冲压座椅装配孔的改进改善了局部区域的应力分布。 关键词：冲压座椅；力学概念；有限元；仿真 中图分类号：U463．83 6 文献标识码：A 文章编号：1001—0785 (2012)03—0060—04 Abstract：Thecausesforfailureofashapedseatareanalyzedby simulationbasedonmechanicsbasicconcepts． Firstly，SaintVenant’sPrincipleisusedtosimplifygeometricmodeloftheseat，andthenthebottom platestrengthand thebackrestfatigueissimulatedwiht commercialsoftware．Thesimulationresultsshow thattheimprovementtoassembling boreshasimprovedlocalstressdistribution． Keywords：shapedseat；mechanicsconcept；finiteelement；simulation 0 前言 随着我国制造业的迅速发展，冲压加工在工 业生产 中获得 了广泛的应用 。与机械加工相 比， 冲压加工有许多优势。冲压件之间的连接一般采 用焊接、铆接和栓接等方式。由于冲压件较薄， 在连接部位易产生应力集中，使用过程中在这些 部位容易发生强度、疲劳等失效。本文紧密结合 力学概念，对某型号冲压座椅进行有限元仿真分 析，获得了满意的仿真结果，说明力学概念在仿 图1 冲压座椅骨架三维模型 真过程 中的重要性。 载)进行仿真。底板加载方式如图2所示，在 O 1 冲压座椅概述 点利用安全带给座椅施加 15000N的载荷 ，方向 图1为冲压座椅骨架的三维几何模型，它主 如图2所示 。靠背加载方式：在距靠背顶端50mm 要由靠背、底板、左侧板、右侧板等组成，左右 下方施加2Hz、200N ·m的扭矩 ，循环加载30万 侧板采用角焊焊接在底板上 。座椅左侧板处有一 次。 角度装置，可以用来调整座椅靠背的角度。座椅 1．1 座椅几何模型的建立和简化 的约束主要通过底板的4个螺栓固定在车身上。 利用 UG软件建立座椅几何模型，通过 IGES 底板和靠背有多处装配孔，通过这些装配孔将坐 接 口，将其导人 Hypermesh中，进行有限元前处 垫、靠垫等部件装配到冲压座椅上 。这些装配孔 理 。有限元的基本思想是将连续的求解区域离散 对座椅整体刚度的影响可以忽略不计。 为一组按一定方式相互连接的有限个单元的组合 体…。几何模型的简化是有限元前处理过程 中十 对座椅的2种加载方式 (底板加载和靠背加 国家 自然科学基金资助项 目 (No 一 60 一 《起重运输机械》 2012 (3)