基于UG的液压支架立柱应力分析方法探讨.pdfVIP

学兔兔 第5期(总第168期) 机 械 工程 与 自动 化 No．5 2011年1O月 MECHANICAL ENGINEERING AUT0MA nON OeL 文章编号：1672—6413(2011)10-0073-02 基于UG的液压支架立柱应力分析方法探讨 邵静茹 ，刘混举 ，祝炳梁2，胡大龙 ，郭丹丹 (1．太原理工大学 机械．T-程学院，山西 太原 030024；2．郑州煤矿机械集团股份有限公司，河南 郑州 450013) 摘要：在UG的有限元分析模块中，建立液压支架立柱的有限元模型。通过不同的加载方案，对双伸缩立柱的 活柱、中缸、外缸、导向套和整体结构进行详尽的强度分析，为液压支架的设计、生产提供可靠的理论依据。 关键词：立柱；UG；Nastran；应力；有限元分析 中图分类号：TD355 ．2：TP31 文献标识码：A 0 引言 小。一般来讲，网格较少时增加网格数量可以使计算 立柱是液压支架的主要承载件和高度调节件，是 精度明显提高，而计算时间不会有大的增加。当网格 液压支架的关键部件，它的设计成功与否会直接影响 数量增加到一定程度后，再继续增加网格时精度提高 到整个支架的成败。随着液压支架工作阻力的不断加 甚微，而计算时间却有大幅度增加 J。 大，对立柱强度、稳定性等有了更高的要求，因此， 360双伸缩立柱结构复杂，特别是导向套和缸 计算立柱在不同设计方案中的应力分布是十分重要的。 筒的接合区域以及一些不规则实体部分，为了保证计 UG的Nastran是UG集成的一个有限元分析工 算精度，这些部位必须细化。而在计算数据变化梯度 具，它可以直接将建模模块中建立的几何模型转换成 较小的部位 (如缸筒)，为减小模型规模，可以划分 为有限元分析模型，并进行多种方案的比较，从而可 相对稀疏的网格。 在不需要另外构建近似几何模型的情况下精确表现真 实的产品设计，且在分析的后处理结果中，能准确直 观地得到其各部位的应力、应变等参数的分布情 况…。本文将基于UG的有限元分析模块探讨液压支 架立柱的应力分析方法。 1 立柱有限元模型的建立 本文以 360双伸缩立柱为例，通过划分网格、 添加约束、赋值材料、设置接触面等步骤，逐步建立 立柱的有限元模型。 图1 立柱几何模型 1．1 几何模型 1．3 接触面设置对话框 在UG的建模模块中分别建立活柱、中缸、外缸 由于立柱的几何模型是由活柱、中缸、外缸和导 以及导向套的三维模型，然后按照它们相互间的约束 向套组合成的装配体，因此在进行有限元分析时必须 关系将其装配到一起，组合成立柱的几何模型。由于 要进行各零件之间接触面的关系设置，否则装配体将 各零件本身不规则，并且相互装配后也产生不规则， 无法进行有限元分析。在仿真导航器的Simulation 如果将这些不规则引入到有限元模型中，将会导致网 object Container中，我们可以对立柱各零件之间的接 格的奇异化，使得有限元求解难以收敛 J。因此， 触面进行 “曲面到曲面接触”的设置，该设置可以 在保证 360双伸缩立柱模型原貌不失真的前提下， 模拟真实工作状态下导向套和缸体接触面之间的约束 忽略了一些孔槽结构，以便有限元模型的建立和求解 关系。接触面设置对话框如图2所示。 能够较顺利地实现。立柱几何模型如图1所示。