基于有限元分析的冰箱承重横梁优化设计-海尔模具.pdfVIP

基于有限元分析的冰箱承重横梁优化设计 刘永辉 （海尔集团，山东 青岛，266103） 摘 要：运用有限元分析软件 Abaqus 对某型冰箱搁物架承重横梁四种不同的设计方案进行了强度和变形对比分析，并选择出 了最优设计方案。与传统方法相比，这种做法的优点是：在产品设计阶段采用有限元分析理论对产品的使用性能进行仿真，可以 方便观测设计的更改对产品性能的影响，选择最优设计。这样不仅能够保证设计产品的质量，而且大大加速产品开发过程，提高 设计一次成功率。 关键词：冰箱； 有限元；优化设计 The Optimization Design of a Supporting Bar in a Refrigerator Based on FEM Analysis LIU Yong-hui, ZHANG Yin （Qingdao Haier Group, Qingdao, Shandong, 266103 ） Abstract: The optimization design of a supporting bar in a refrigerator is realized based on the FEM analysis. Firstly, four possible design models for a supporting bar are established using the CAD software Unigraphics. Then, the finite element analysis is performed on those design models by applying the software Abaqus. The distribution of the displacement and stress field is obtained. Finally, the maximum displacement and stress are compared and an optimal design is selected. Compared with the traditional product design process, this new method not only can guarantee the quality of the designed product, but also can largely shorten the development cycle and improve the design reliability. Key words: Refrigerator; FEM; Optimization design 1 引 言 搁物架是冰箱的主要承重部件之一，在使用过程中由于受压会产生向下弯曲变形，严重情况下会影响到使用 的可靠性和安全性。为了改善搁架变形，某型号对开门冰箱搁架底部装有金属承重横梁（见图 1 ）。针对此型号冰 箱，在实际设计过程中产品工程师提出了承重横梁四种可能的设计方案。在传统的产品设计过程中，往往需要通 过物理实验等手段来测试不同设计方案的优劣，不仅增加了实验费用等开发成本，而且使产品设计周期延长。 a) 搁物架 b) 承重横梁 图 1 搁物架及承重横梁 本文将有限元理论分析[1-2]手段引入到产品设计中，运用 UG 软件完成 CAD 建模和有限元分析软件 Abaqus 进行实体建模和有限元分