基于i-deas的天车台车体强度分析及优化

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1、基于IDEAS的天车台车体强度分析及优化1几何模型建立及约束、载荷加载该件士三根主梁两个侧板组成，三根主梁间有加强筋，如图1所示。主梁长2500mm,宽40mm,高280mm；侧板长1080mm,觉35mm,高375mm；梁间距422mmo为了比较优化效果，简化如阁2所示，并将其作为初始模型。该产品是重要的承载件，材料是QT500-7,许用应力为267MPa。其承载及约束情况如下：W侧板在:垂直主梁方向是自由的，其它两个方向是固定约朿，载荷均匀加在两侧梁上，如图3所示。图1实际模型图2简化模型图3约束及载荷2、有限元模型建立及求解完成台车体的几何模型，加上约朿和载荷后

2、，接着建立它的奋限元模型。用Meshing命令进行A动网格划分，这样所冇节点都是计算机根据几何模沏的特征自行计算的，所达到的精度足够，并且运算速度要和对较快，不容易出错。台车体的尺寸较大，考虑到计算机的性能和求解精度，选用ElementLength:30；ElementFamily:Solid;ElementType:parabolictetrahedrons。对台车体进行宥限元网格划分，共生成80600个节点，40456个单元。划分完网格后，为保证其协调性，进行网格质量检查，检查网格的变形是也太大，如果发生畸变的网格数太多或网格畸变太大将可能影响求解精度，甚至不能求

3、解出结果。网格畸变分布图4所示。37.8622911■■NP1IofMDF11E1么e■■nt01i01.0C1Qual.Threshold-T-Std.Deviation-S-Me©n-X-Median-M-OuqI.Threshold-T-Std.Deviation-S-Mean-X-Medion-M-扭转(Distortion^.7)延仲(Stretch<0.3)图4网格畸变分布图图中T表示“门限值”，S表示“标准偏差”，X表示“平均值”，M表示“巾间值”。由上图可以看出，畸变的网格大部分在标准偏差以内，只冇极少数超出了门限值。多次实验表明，上述网格剖分可以进行

4、求解。有限元模型建立后，进入ModelSolution菜单，建立求解器，选择需要输出的数据：应力、应变、位移。最后进行自动求解，得出结果，其应力、应变求解结果如图4所示。Display12OOOOO5I-2B.C.1,STRESS一2,LOADSET1D:i-deascenip1-lquanwujiaqiangjianhua丄iang•raf1STRESSVonHisesUnaveragedTopshellMin:2.28E+OO1raM/mnA2Max:3.05E+005raN/ninA2PartCoordinateSystemwW/nmA23.05E+0052

5、.90E+0052.74E+0052.59E+0052.44E+0052.29E+0052.13E+0051.98E+0051.83E+00S1.68E+0051.52E+0051.37E+0051.22E+0051.07E+00S9.15E+0047.62E+0046.10E+0044.S7E+0043.05E+0041.53E+0042.28E+001皮力分介图Dimensionless1.69E-0031.10E-0031.O2E-OO39.31E-0048.47E-0047.62E-OO46.77E-0045.93E-0045.08E-0044.23E-004

6、3.39E-0042.54E-0041.69E-0048.48E-OOS1.27E-0071.61E-0031.S2E-OO31.44E-003STRAINVonM±se»UnaveragedTopshe丄丄1.35E-003Min:1.27E-007DimensionlessMax:1.69E-0031.27E-003PartCoordinateSystem1.19E-003Display12OOOOOH-2B.C.1,STRAIN一3,LOADSET1D:±-deascewp1—lquanwuoiaqizuigjianhua丄lang.wf1应变分布阁图4计算

7、结果由结果知，台车体的三根主梁和侧板的连接处以及侧板的边角处应力是最大的，梁的中部应力也很大，且变形是最大的，所以这些地方都可能是危险点。由分析结果还可以看出，这种结构的承载能力是很小的，在加载20吨的载荷吋应力已接近材料的屈服强度，超出其安全范围。由应力应变分布阁可以看出，其应力应变分布很不均匀的，应力集中很大，绝大多数位置的应力应变很小，可以通过改变其结构来改善其应力应变分布，提高承载能力。3、优化模型的建立及结果分析根据以上计算结采进行优化。由其现宥结构可以看出，最直接的方法就是在三根梁之间增加加强筋，另外，也可以在侧板上增加加强筋。所以我们建