快速创建复杂重型机械结构有限元模型.pdfVIP

维普资讯 逮剑建 杂重 飙藏练 瑷 攒 武汉大学 李 红 巫世 晶 张 雷 摘 要：介绍了在结构有限元分析过程中Pro／E软件的应用，探讨了实体模型的简化技术 ，并针对建模过程 中的曲面配合等难点和问题提出了有效的解决方法，快速、精确地创建 了复杂结构的模型，为使用ANSYS进行 后续分析工作提供了前提和保障。 关键词：建模；装配模块 ；有限元 A d：ThispaperpresentsapplicationofPro／E softwareinfiniteelementanalysis，exploresthesolidmodelsimplifiac- dontechnology，oslvesthecurveplanefittingproblem occurringduringhtemodelinsandestablishes complexstructuremodelfast nadaccurately．ThisasslJreshtesucce88ni htefollowingANSYSanalysiswork． Keywords：modeling；assemblymodule；finiteelement 结构有限元分析一般包括实体模型的创建、载 的圆环柱 ； 荷与约束的确定、有限元网格的划分和计算方法的 (2)回转锁紧系统 (由手柄、弹簧、锁销和斜 确定；其中创建正确有效的实体模型是最费时的， 套组成)中，忽略手柄、弹簧和斜套，把锁销由阶 也是其他后续工作得以顺利开展的前提。FEA软件 梯形简化为圆柱形 ； 普遍都存在建模功能差的弊端，而 CAD软件的发 (3)忽略定位耳、倒角和圆角等修饰或工艺； 展却非常迅猛，比如Pro／ENGINEER软件，它性能 (4)定位板与回转台的2lnln间隙对结构设计 优 良、功能强大，特别是其创建三维实体的功能， 不重要，忽略不计 ； 更具实际意义的是其能实现与大多数 CAD、CAM (5)先不考虑焊缝，直接在装配过程 中施加约 软件之间图形格式的相互转换。为此利用 ANSYS 束代替焊接，如分析后发现焊缝超过材料的许用 与Pro／E软件 的数据交换接 口，把模型直接导入 值 ，就再在模型上添加实体焊缝，做进一步分析。 ANSYS中，然后进行网格划分，加载求解等过程。 本文结合实例，介绍在有限元分析中复杂结构的简 化及在 Pro／E中快速实现的技巧。 1 基于实例的设计步骤及方法 图1为某大型起重机的活动支腿，对其进行结 构分析，检验其是否达到刚度和强度要求，便于指 图 1 大型起重机 的活动支腿 导产品的设计和制造 ，增加产品和工程 的可靠性 。 1．液压缸 2．定位孔 3．扳手 4．弹簧 5．锁销 由于建立的是结构应力分析模型，没必要完全 6．回转台 7．定位板 8．下筋板 9．轴套 10．上筋 按照实际模型构造。同时模型越复杂分析时占用的 板 11．前筋板 12．后筋板 13．回转轴 14．回转轴套 资源也越多，且细微结构部分常会使网格划分器在 经过简化处理后在 Pro／E中建立了如图2所示 此部位划分出非常细密的网格，故在设计初应对实 的模型。 体模型进行适当简化。 在PlD／E中创建同一实体模型，可供选择的设 液压缸与回转台接合处、筋板与回转轴套接合 计方案往往很多。在设计之初通过分析整个模型， 处受力比较大，是本结构分析的重点。因此可以对 在众多的设计方案中选取最佳方案、确定最佳的创 结构做如下简化： 建顺序和方法，使得构建出来的实体模型有最佳的