基于cosmosworks的压路机振动轴优化设计

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1、基于COSMOSWorks的压路机振动轴优化设计ManufacturinglnforrealiCWa-lt1Ofll制造业信息化基于COSMOSWorks的压路机振动轴优化设计金志字I.绍兴市农业学校，浙江诸暨3】孔庆华8252同济大学，上海2{~092)1引盲优化设计产生于】960年代.麒方法有多种,如遗传算法，形状优化•拓扑优化等,j£中利州有限e方法进行优化设J'是一种较好的选择为它不只限f结构问题，而Hllj以应川刮能川偏微分力程表示的任何M题山通过结构优化，叮改善零件的艘体J寸.与传统殳仆疗法相比•一般［11•约材7%-

2、40%c•有限死分析法疆随着汁掉机的发展而迅速发展起来的?种现代汁算疗法其核心思想是结构的离敞化，即在解决复杂的问题It,f,划所感必趣的I利戏进{细分.任缚个小I蔓域L用较为简单的捕值甬数代件填真实解进行分2振动轴的应力与变形分析2.，工作条件及结构模型菜位的YZC12振动压路机振动轴的结构简I割如罔1所示，麒材料为40CrA,两处为轴颈,B,c两处安装偏心室.夫振幅时，激振力共勾996X104N用SolidWorks对轴进｛，建幔.F盐逼近.得出满足「程精度的近fnJ.〜a果，从解决很多传统删沦分析尤浊解决的复杂问题.COSM

3、OSW.Iks是一套强火的有限兀分析软件.快速柯I驳,C技术(FasIfinileElenlenl.FFK),能对用SalidWorks没•｝的，雯体模删进｛「膻力与变形，热效振动频率屯磁性能，流体，动力等多项1张分析，进行优化设计和非线性讣析•缩短I殳汁需的时问•提高殴计质最和降低设计成本.魁婀1•为流1•的CAF:软件2.2边界条件的处理侄振动过程屮.轴H受径I向力.无轴向山，为分析厅便•设箕受力状态相当于简史粱•艘在,f】处定义为完余限制(Fixed).限制其向的运动轴所受力包括二个片阿:一是轴的自煎;二丝偏心块产生肿激搬力

4、根据计算.自重约占振激力的1.2%,比重很小，为计:简便,只考虑激振力的人小・B,c处激振力.j_『向为垂直十殴汁旗准衙，而大小均为4.qSxlONj:lLflr】I]Ilmy一I)lnffJ?f,rIlHO；保存湖形1殳件[t—a—nllJ]:州割彤史炸加街saved_ok)(encr-pl一Nh‘));endmy—sBv限于篇幅，洋细的过程从略.4结语水文提出的DWG形文件安全保护的疗法已成功啦卅于禁I殳计单他J原先扰企,1的图纸流失造成知识产权泄密的难题得到fr较好的解决•同时木系统的实用性,・：1二1使性和安仝性得到r很好

5、的骑证【参考文献]1】部fHJ奇.Aut-K]AI)2000屮史版实用教程(M]—E京:电子Ii!lk〜tl版札.2000.【2.徐温荆冰彬.等AutoCAD2000二伙开发技术fMJ此J:人空迎川社.2000【31陈们雄AutoCAD2002组成门j技术M]北京:机械1；出版{.2002(蝙辑黄脏1作者简彳卜:是伟中(1972—).男.硕士，讲师.研兜方向为工租圉学，机械CAD收稿FI期:2005—1,_19机械工程师200fi年第5期II11制造业信息化IManLJfacturinglnformationalization2.

6、3材料定义材料为I40cr,各指标如下表.材料的各项指标褒材料弹性模量抗剪模量密度屈服强度抗拉强度40Cr2.1X101N/m27.9xl0.N,m7820kgCm,5.5x10N/m7.5xl0sN/m:2.4有限元分析把以上参数设置好后，利用COSMOSWorks所推荐的实体网络划分，对模型进行计算，结果如下：(1)应力分析见图2(a),从图中可以看出(变形放犬比为4144),最大应力为9.2xlON/mz,位于轴颈(4,80)与轴身(西110)的联接处.(1)变形分析见图2(b),从图中可以看出(变形放大比为4144),最大

7、变形为3・65xlOm,位于轴身(西152)中间.(2)最小安全系数见图2(c),从图中可以看出，最低安全系数为6,位于轴颈(80)与轴身(11O)的联接处，这说明振动轴设计偏于安全，轴结构还应进一步优化.3优化设计通过SolidWorks的质量特性分析得轴总质量BZ=170kg(见图3fa)),对安装潍修带来一定的不便，轴的切削量也较大,AV=5600em.从图2(c)可见，轴的绝大部分位置，如轴的中间部分,安全系数高达100(此处虽变形量最大，为3.65xl0nl,但也在安全变形范围内)，而危险截面在4,80与110的联接处,

8、主要是由于轴肩处应力集中而形成的.1121机械工程师2006年第5期3•优化措施把152减少到120,这样质量下降到113.2kg(见图3(b),下降了33f:ff~沏削量AV=2580cm3,〜『53.9%,效果明显.在4,80与110的轴肩处，