利用ABAQUS研究模块化试验工装设计方法.docxVIP

第22卷增刊2计算机辅助工程Vol.22Suppl.2

2013年10月ComputerAidedEngineeringOct.2013

论文所属行业：铁路

利用ABAQUS研究模块化试验工装设计方法

李心，王永冠，王叶青，林达文，王进

（时代新材料科技股份有限公司，湖南省株洲市邮编412007）

摘要：利用ABAQUS软件研究了模块化试验工装的设计方法，以铁路行业典型的橡胶球铰偏转疲劳模块化

试验工装为例，具体阐述了模块化疲劳试验工装的设计和优化方法。比较了优化设计前后试验工装的差异，

形成了设计优化流程，展示了利用ABAQUS进行模块化试验工装辅助设计的优越性。

关键词：ABAQUS；模块化试验工装；设计方法

中图分类号：TB115.1文献标识码：B

UseABAQUStoResearchtheDesignMethodof

ModularTestFixture

LiXin，WangYongguan，WangYeqing,LinDawen,WangJin

（ZhuzhouTimesNewMaterialTechnologyCo.,Ltd,Hunan,Zhuzhou412007,China）

Abstract：UseABAQUStoresearchthedesignmethodofmodulartestfixture.Takemodularfixtureofrubber

joint‘sdeflectionfatiguetestforexample,whichistypicalofRailwayindustry,Introducethewayofmodularfatiguetestfixture’sdesignandoptimal.Comparethedifferencebetweenoriginalandoptimalstructure.Establishareasonabledesignprocess.ShowadvantagesofABAQUSaideddesignformodulartestfixtures.

Keywords:ABAQUS;modulartestfixture;designmethod

0引言

对试验工装设计者来说，模块化试验工装的强度和

疲劳性能是设计的重点[4]。在满足疲劳寿命的基础

作为很多产品实验室不可或缺的非标装备，试上，进一步优化工装结构，则能够减轻工装重量，

验工装在产品试验过程中起到了至关重要的作用，节约成本，降低劳动强度，提高试验效率。

从模拟产品的安装环境和承载工况，到扩大试验设

备的使用范围，其应用范围非常广泛。试验工装往

ABAQUS不仅广泛应用在球铰、关节等产品的

结构设计和校验中[5]，也非常适合这类产品的试验

往没有成例可循，结构灵活多变，新创意层出不穷，工装设计。本文以橡胶球铰偏转疲劳模块化试验工

对试验工装设计者来说，除了好的设计软件之外，装（图1）为例，采用ABAQUS作为主要分析手段，

利用功能强大有限元分析软件进行辅助设计，会使对其进行强度及疲劳寿命计算，并在此基础上进行

设计更加合理、成本更低、结构可靠性更高、设计结构优化，来研究模块化试验工装合理的设计方法周期更短[1]。ABAQUS是当前国际上最主流的大型

及流程。

通用有限元分析软件，功能强大，目前第三方疲劳球铰偏转疲劳模块化试验工装是一种典型的

分析软件均支持它的计算结果直接读入，解决问题模块化试验工装，其力臂结构的特点可将直线运动的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线转化为旋转运动，适用于多种试验设备，同时也适

性问题[2]。通过与标准有限元软件相结合来解决实

用于铁路、汽车、工程机械等多个行业多种类型的

际结构的优化和可靠性问题是一种切实可行的方

球铰或关节[6]。

法[3]。

1模块化疲劳试验工装简介

2利用ABAQUS进行强度分析

通过对铁路行业几种典型橡胶球铰的偏转疲

疲劳试验工装并非一次性装备，特别是模块化劳承载情况进行统计和比较，选择了较严苛的工况

疲劳试验工装，大部分零件采用模块化、标准化设作为偏转疲劳试验输入条件，然后对该模块化试验

计理念，能广泛适用于多种产品类型试验，零件被工装进行受力分析（图1）。

反复使用的频率较一般的疲劳试验工装更高，因此，(1)输入条件：偏转力矩为M=2000N.m，偏转角度

收稿日期：2013-01-07

作者简介：李心（1977—），女，四川乐山人，高级