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研究主要運(yùn)用Pro/ENGINEER軟件強(qiáng)大的建模功能及ANSYS軟件的結(jié)構(gòu)靜力分析進(jìn)行強(qiáng)度分析，結(jié)構(gòu)分析是求解穩(wěn)態(tài)載荷引起的位移、應(yīng)變、應(yīng)力和力。靜力分析用來求解慣性和阻尼對零部件的影響不顯著的問題，比如確定應(yīng)力集中，ANSYS程序中的穩(wěn)態(tài)靜力分析不但能夠線性分析，而且也能夠進(jìn)行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應(yīng)變及接觸分析。
在分析程序的靜力模塊中，由于只是分析計(jì)算由那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用與結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和力，因此一般都是假定載荷和響應(yīng)固定不變，即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時間變化非常緩慢。靜力分析所施加的載荷包括：外部載荷(壓力)、穩(wěn)態(tài)的慣性力(如重力和離心力)、位移載荷、溫度載荷。
以離心式渣漿泵葉輪空轉(zhuǎn)和工作時強(qiáng)度的有限元分析為例，來說明改型后葉輪在兩種工況下的應(yīng)力分布狀況，該葉輪主要參數(shù)如下：
進(jìn)口直徑：D1-100mm，出口直徑D2=220mm，葉輪葉片出口寬度尺寸b2-15mm，葉片包角cp-2/3Tr，流量口60m/h，揚(yáng)程H=35m，轉(zhuǎn)速n=2400r/min，電動機(jī)功率P=11kW，流體密度p=2600k/m。
另外，由于此葉輪模型比較復(fù)雜，利用ANSYS軟件與Pro/ENGINEER軟件接口模塊導(dǎo)入到ANSYS中后發(fā)現(xiàn)，在網(wǎng)格分析中經(jīng)常出錯，所以利用Pro/ENGINEER軟件下的Mechanical模塊先對其進(jìn)行材料定義和網(wǎng)格劃分等前期工作，這樣能使分析更加的準(zhǔn)確和更有效率，圖為在Mechanical模塊下的材料定義和網(wǎng)格劃分后的效果圖。
約束條件的簡化是分析中極為重要的一個環(huán)節(jié)，適當(dāng)?shù)暮喕s束條件可以最好地擬物體受力及邊界條件從而得出精確的解答。建立的有限元分析模型應(yīng)在每個坐標(biāo)軸方向上至少給定一個約束條件，受約束節(jié)點(diǎn)的數(shù)量根據(jù)實(shí)際情況具體確定。
(1)對稱邊界簡化，在葉輪輪毅六面體內(nèi)表面施加對稱約束，但前提必須是處理好對稱邊界上的約束條件。
(2)施加轉(zhuǎn)速，葉輪工作時的轉(zhuǎn)速為153rad/s，選擇輪毅六而體一條棱上一節(jié)點(diǎn)，x向自由度設(shè)為0，選擇PCG迭代求解器進(jìn)行求解。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)│有限元分析│強(qiáng)度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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