基于ANSYS的滚筒洗衣机内筒受力分析.pdfVIP

2012年6月 中国制造业信息化 第4l卷 第 11期 基于ANSYS的滚筒洗衣机 内筒受力分析 梅 军，高长水 (南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京 210016) 摘要：运用Unigraphics软件和有限元分析软件ANSYS建立 LG某型号滚筒洗衣机 的输入轴、三 角支架和滚筒实体模型及有限元分析模型。对洗衣机滚筒在高速脱水工况下衣物不能完全均布 而产生的激振力，进行了结构力学分析和偏心载荷作用下的模态分析，得出了滚筒变形情况以及 固有频率和振型。根据分析结果对滚筒组件提 出了改进建议。 关键词 ：滚筒洗衣机 ；内筒；受力分析 ；ANSYS 中图分类号：TM925．33 文献标识码 ：A 文章编号：1672—1616(2012)11—0040—04 随着人们生活水平的提高，滚筒洗衣机越来越 基本思路是：(1)对影响不大的螺栓孔、水孔和一些 普及 ，它在使用 中的环保性和耐用性显得尤为重 细小的附件等进行简化。(2)将部分圆孔简化为方 要 。衣物在滚筒 内完成洗涤和脱干的整个过程 。 孔，以利于后续网格划分 。(3)省略对整机结构振 洗衣机滚筒组件 由动力输入轴、三角支架和滚筒组 动特性影响不大的部分圆角[¨。简化后的洗衣机 成 ，是洗衣机的主要组成部分和关键承载部件。滚 内筒实体模型如图1所示。 筒转动时产生的变形过大，一方面会加速组件的损 坏，影响其使用寿命 ，增加环境噪声；另一方面还会 与其他部件造成干涉，直接影响洗衣机正常工作。 因此，减小滚筒变形在洗衣机总体设计中显得非常 重要 。运用 Unigraphics软件和有限元分析软件 ANSYS对 LG某型号滚筒洗衣机 的输入轴、三角 支架和滚筒进行实体建模并进行结构静力分析 以 及有预应力模态分析，得出滚筒变形情况 以及振 动固有频率等特性。根据分析结果得出危险部位 图1 简化后 的洗衣机 内筒实体模型 和临界转速，为滚筒的结构改进提供了参考依据， 以避免滚筒变形过大或发生共振。 2 有限元模型的建立 将 由 Unigraphics导 出的 Parasolid模型 的 1 内简组件的实体模型 CAD软件生成的*．X—t文件格式读人ANSYS。 目前常用的滚筒洗衣机 内筒组件实际上是一 为了确保ANSYS在计算时单位的统一，本文中均 悬臂梁结构，前后轴承为其支撑点。测量实体模型 使用国际单位。 可得到组件的有关几何尺寸，运用Unigraphics软 2．1 划分单元网格和定义材料属性 件进行建模 。筒深 298mm，轴的输入端到筒最近 2．1．1 单元选取 ‘盖板距离 101mm，两轴承支承点距离 61mm，轴承 输入轴和三角支架实体结构采用 Solid45单 内径分别为大轴承内径30mm，小轴承内径25ram。 元，滚筒薄壳结构采用Shell63单元。Solid45单元 轴承厚度：大轴承16mm，小轴承 14ram。根据结构 用于构造三维实体结构，单元通过 8个节点来定 的实际装配关系建立三维模型。为了确保后续有 义，每个节点有 3个沿着 X，y，Z方向平移的自由 限元模型的建立，并保证整体质量及其分布以及网 度 ，单元具有塑性 、蠕变、膨胀、应力强化、大变形和 格的质量，因此需要对模型进行简化处理 ，简化的 大应变能力l2J。Solid45单元的几何描述如图2所 收稿 日期 ：2011—11—14 作者简介 ：梅 ~ (198o一)，男，安徽泾县人 ，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方 向为机械设备噪声控制