采用COSMOS進行有限元分析的基本流程:
(1)零件進行強度分析之前,首先建立數(shù)學模型COSMOSWorks分析從Solidworks零件或裝配體模型的幾何體開始。首先建立3種形式的推移耳座幾何體。通過選取基準面、草繪、拉伸等操作建立好推移耳座的三維模型。建立擋銷座的三維模型,并裝配好完整的推移耳座裝配體。為滿足幾何體網(wǎng)格劃分要求,遵循簡化細節(jié)、理想化的建模思想,消除焊接坡口及忽略擋銷座的倒角,默認焊縫強度大于等于母材強度。
(2)建立有限元模型通過離散化過程,將數(shù)學模型剖分成有限單元,離散化的載荷和支撐施加到有限單元網(wǎng)格的節(jié)點上。在COSMOSWorks、管理器中單擊“網(wǎng)格”文件,在“網(wǎng)格”屬性管理器中設定參數(shù),設定“網(wǎng)格品質”為“高”,設定“雅各賓式檢查”為“4點”,在“網(wǎng)格控制”中選擇“光滑表面”。
(3)求解有限元模型利用COSMOSWorks的FEA求解器得出3種形式推移耳座推溜、拉架時的有限元分析結果。選用材料為Q460,質量密度為7.85g/mm3,屈服強度為460MPa,將推移耳座與底座主肋的焊接面選定為約束處,分2次分別計算對推移千斤頂與耳座接觸面處施加198.5kN推力時,推溜耳座受力情況,保存結果,對推移耳座施加364.5kN拉架力,計算耳座受力情況,得仿真結果并保存。
(4)結果分析形式1推移耳座推溜時的有限元強度分析結果,形式1推移耳座拉架時的有限元強度分析結果,形式1推溜時母材受力,安全系數(shù)滿足設計要求,拉架時銷軸受力,銷軸與連接部出現(xiàn)應力集中,在設計時應首先驗算此處強度。形式2推移耳座推溜時的有限元強度分析結果,形式2推移耳座拉架時的有限元強度分析結果,形式2推溜和拉架時均母材受力,拉架時圓弧過渡段出現(xiàn)明顯的應力集中現(xiàn)象。設計時應適當加大圓弧過渡段。形式3推移耳座推溜時的有限元強度分析結果,形式3推移耳座拉架時的有限元強度分析結果,形式3推溜和拉架時均是母材受力,沒有出現(xiàn)應力集中。
最后分析結論為:(1)3種形式的推移耳座推溜時均是母材受力,結構強度可以得到保證;(2)拉架時,形式2和形式3推移耳座均是母材受力,結構設計強度可得到保證。形式1推移耳座推溜時母材受力,拉架時銷軸受力,銷軸處出現(xiàn)應力集中,是薄弱點,可能出現(xiàn)剪切破壞。設計時注意校核銷軸強度。(3)形式1和形式3推移耳座安裝空間要求小,但形式3推移耳座安裝拆卸不便。形式2安裝空間要求大。具體選用哪種形式應根據(jù)實際情況進行。
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