基于COSMOSWorks的作业架横梁有限元分析.pdfVIP

业信息化 则最大弯矩 出现在 x=2m 的截面处 ，弯矩图如 图4所示 ， 分析。首先要赋予横梁材料 ，定义横梁材料各项指标定义 最大弯矩为 =2311．42N·nl。由横梁 的截面形状可得横 如表 1所示。 梁 的抗弯截面系数为 W=31．5cm ．所 以最大弯 曲应力为 表 l 材料的各项指标 Mm = _ax=73．38MPa~ [仃]，即作业架横梁理论上是安全 的。 施加约束和载荷 。横梁的两端直接焊接在升降装置 上 ，焊接长度为 140ram，相对整个横梁长度来说较短，可 以认为是约束横梁的两个端面．所 以约束面取横梁的两个 端面。横梁受载荷 由两部分组成 ，一部分是 自身的重量 ， 图4 横梁弯矩 图 另一部分是挂接装置的重量和挂接外载荷的和 P。横梁 自 重部分 ，施加载荷时直接施加 “引力”，根据最不利工况 3COSM0SWorks有限元法分析 情况总外载荷 P施加在横梁中间部 。 COSMOSWorks是一种基于有限元法分析的设计分析 单元格 的划分 。COSMOSWorks可根据零件情况 自动 软件 ，完全整合在三维设计软件 SolidWorks中，能够提供 划分网格的形状及大小．也可 由使用者根据需要 自行调节 压力 、约束、频率以及优化等设计分析 ，为机械设计工程 网格大小 。单元格越小，划分得就越精细 ，网格数也越 师在SolidWorks环境下提供 了比较完整 的分析手段 。凭借 多，相应的计算量就越大 。一般情况下采用默认的网格划 先进 的快速有 限元技术 (FFE)，工程师能非常迅速地运用 分，其结果和精度即可满足要求。这里采用四面体单元 它实现对大规模复杂设计 的分析和验证 ，并且获得修正和 格 ，单元大小为 24．257mm，公差为 1．2128mm，将横梁共 优化设计所需的必要信息 。同时将分析的模 型和结果与 划分为 17192个单元格 ，节点数为 35315。施加约束、载 SolidWorks共享一个数据库 ，计算结果也可以直观地显示 荷和划分单元格后 的横梁如图6所示。 在 SolidWorks精确 的设计模型上 ，直观地管理分析任务、 载荷 、边界条件 、有限元网格和计算结果等数据 ，真正的 做到了设计分析一体化，方便、快捷。 3．1横梁三维模型的建立 图6 横梁施加约束载荷和单元格划分图 根据图2横梁截面尺寸，在 SolidWorks三维实体造模 环境 中绘制出相应草图，利用特征建模基体拉伸命令即可 建立横梁的三维实体模型。在建模过程中，要注意模型细 3．3有限元计算结果分析 节的消除处理 ，即在对横梁结构和使用工况进行分析的基 参 数设 定 完成 后 ，点 击 算 例 “运 行 ” 由 COS— 础上 ．取舍一些非关键性的特征部分如 “倒角”等 ，以便 MOSWorks自动进行分析计算 。分析后应力和变形位移云 三维实体模型导人 C0SM0SWorks环境 中后 ，能 自动转化 图分别如图7、8，由图可知，最大应力出现在横梁的中间 成为有效的有限元模型，能成功进行有限元网格划分和计 处 。最大变形应力为 71．93MPa，远小于许用应力；最大变 算。所建横梁三维有限元模型如图 5所示 。 形 出现在横梁 的中间处 ．最大变形位移量为4．48ram，由