solidworks有限元分析16例

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1、注意:本文件内容只是一个简短的分析报告样板，其内相关的分析条件、设置和结果不一定是正确的，您还是要按本书正文所教的自行来做。一、范例名：(GasValve气压阀)1设计要求：（1）输入转速1500rpm。（2）额定输出压力5Mpa，最大压力10Mpa。2分析零件该气压泵装置中，推杆活塞、凸轮轴和箱体三个零件是主要的受力零件，因此对这三个零件进行结构分析。3分析目的（1）验证零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。（2）分析凸轮轴零件和推杆活塞零件的模态，在工作过程中避开共振频率。（3）计算凸轮轴零件的工作寿命。4分

2、析结果1.。推杆活塞零件材料：普通碳钢。2在模型上直接测量得活塞推杆的受力面积S为：162mm，由F=PS计算得该零件端面的力F为：1620N。所得结果包括：1静力计算：（1）应力。如图1-1所示，由应力云图可知，最大应力为21Mpa，静强度设计符合要求。（2）位移。如图1-2所示，零件变形导致的最大静位移为2.2e-6m。（3）应变。如图1-3所示，应变云图与应力云图的对应的，二者之间存在一转换关系。图1-1应力云图图1-2位移云图图1-3应变云图图1-4模态分析2模态分析：图1-4的“列举模式”对话框中列出了

3、“推杆活塞”零件在工作载荷下，其前三阶的模态的频率远远大于输入转速的频率，因此在启动及工作过程中，该零件不会发生共振情况。模态验证符合设计要求。2。凸轮轴零件材料：45钢，屈服强度355MPa。根据活塞推杆的受力情况，换算至该零件上的扭矩约为10.5N·m。1静力分析：如图1-5所示为“凸轮轴”零件的应力云图，零件上的最大应力为212Mpa，平均应力约为120MPa，零件的安全系数约为1.7，符合设计要求。图1-5应力云图图1-6模态分析2模态分析图1-6的“列举模式”对话框中列出了“推杆活塞”零件在工作载荷下的

4、模态参数，“模式1”的结果为其自由度内的模态，不作为校核参考。第二阶模态的频率远远大于输入转速的频率，因此在启动及工作过程中，该零件不会发生共振情况。模态验证符合设计要求。3．箱体零件3按书中尺寸建立模型，零件体积254cm。材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。对该零件进行静力分析，结果如图1-7所示。模型的最大vonMises为16.1MPa,零件的安全系数约为9.4。图1-7箱体应力云图5零件改进箱体零件的安全系数很大，这里通过减小零件的厚度来减小零件的重量。模型中有很大部分的应力很3小，同时考虑零件的

5、结构，如钻螺纹孔，可以去掉部分材料，改进后零件的体积为188cm。对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-8所示：最大vonMises为26.1MPa，安全系数约5.8。图1-8改进模型应力云图6成本节约33模型原来的体积为254cm，改进后的模型的体积为188cm，体积减少了66cm3，每件减少的重量为475g，如果生产10000件，那么总共可节省材料4750kg，以当前灰铸铁的市场价格为8000元/吨，那么可以节省38000元。二、范例名：(Lifter升降机构)1设计要求：（1）输入转速1500rpm。（2

6、）额定提升载荷2000N。2分析零件该升降装置中，蜗杆、蜗轮是传动装置，本体零件是主要的承载部分。因此，这里对本体零件进行静力分析。3分析目的验证本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。4分析结果3按书中尺寸建立模型，零件体积为68.7cm。材料选用可锻铸铁，极限应力275.7MPa。根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-9所示。模型的最大vonMises为62.1MPa,零件的安全系数约为4.4。图1-9本体零件应力云图5零件改进由零件的应力云图可以看出，零件上的最大应力为62.1MPa，零件

7、上应力小的部分比较多，同时考虑零件的结构，如钻螺纹孔，可以对这些部位减小尺寸，从而减轻零件的质量。除了减小了零件的厚度外，3还更改了模型上加强筋结构的尺寸和结构。改进后零件的体积为60cm对改进后的模型运行静力分析，结果如图1-10所示：最大vonMises为120.5MPa，安全系数约2.3。图1-10改进模型应力云图6成本节约33模型原来的体积为68.7cm，改进后的模型的体积为60cm，体积减少了8.7cm3，每件减少的重量为63.5g，如果生产10000件，那么总共可节省材料635kg，以当前可锻铸铁的市

8、场价格为10000元/吨，那么可以节省6350元。三、范例名：(ElectromagnetismValve电磁阀)1设计要求：电磁阀的额定工作压力为2MPa，最大工作压力为4MPa。2分析零件该升降装置中本体零件是主要的承载部分。因此，这里对本体零件进行静力分析。3分析目的验证本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。4分析结果3按书中尺寸建立模型，零件体积为57.7cm