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1、现代制造工程2008年第8期CAD/CAE/CAPP/CAMAnsysWorkbench在卡扣装配分析中的应用纪海慧(上海理工大学机械学院,上海200093)摘要:介绍基于AnsysWorkbench的卡扣装配分析方法和步骤。用AnsysWorkbench软件可以方便地计算卡扣中的应力和应变,动态显示装配过程,生成计算结果曲线图。与常用简化公式计算相比,AnsysWorkbench的计算结果更精确。该分析方法具备较大的扩展性,对同类应用的设计具有指导意义。关键词:AnsysWorkbench;卡扣;应变分析中图分类号
2、:TH16文献标识码:B文章编号:1671—3133(2008)08—0048—03ApplicationofAnsysWorkbenchonsnapfittingassemblyanalysisJiHai2hui(UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,CHN)Abstract:IntroducetheanalysismethodandprocessofsnapfittingassemblybasedonAnsysWorkbench.It
3、iseasytocalculatethestressandstrainofsnapfittinganddynamicallydisplaytheassemblyprocessandgenerategraphofcalculationresultbyAn2sysWorkbench.Comparedtothesimplifiedformulacalculation,theresultofAnsysWorkbenchismoreprecise.Thisanalysismethoddesignhasfunctionexten
4、sionabilityandgivesinstructionstothedesignofthesimilarapplications.Keywords:AnsysWorkbench;Snapfitting;Stressanalysis卡扣是简单、快速和经济的连接技术,主要通过计角度α=20°,保持面设计角度β=70°,卡扣材料装配中的弹性变形和到位后的复原变形实现部件的PBT2GF30,卡扣材料弹性模量E=9600MPa,卡扣接触连接,可以完成部件的多次分离和连接而不对产品结面摩擦因数μ=013。构产生影响。由于塑料
5、材料的柔韧性和注塑可行性,大多数卡扣采用塑料材料制造,其中,悬臂类卡扣是卡扣设计的典型方式。AnsysWorkbench软件是Ansys公司开发的新一代仿真平台,包括三个模块:DesignModeler、DesignSpace和DesignXplorer。三个模块集成一体,可以进行双向参数互动调节。同时,AnsysWorkbench可以与其他的CAD系统如UG、Pro/E、CATIA等进行双向数模交换。AnsysWorkbench使得CAE分析快捷、高效。本文介绍基于AnsysWorkbench的悬臂类卡扣装配分析。
6、图1悬臂卡扣应用实例1悬臂卡扣装配的简化计算方法图1所示是一常见的悬臂卡扣应用实例。其中,PBT线圈通过其上的悬臂卡扣固定在铝合金锁体的定位件上,避免PBT线圈在工作过程中从锁体上脱落。图2悬臂卡扣简化计算模型图2所示是该悬臂卡扣的常用简化计算模型。图2中,卡扣臂宽度B=200mm,卡扣臂长度L=29mm,根据经典悬臂梁理论计算公式,卡扣装配过程中卡扣臂厚度H=115mm,根切深度Y=1mm,插入面设发生的最大应变在离卡扣臂中心轴最远以及离卡扣48CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程2008年第8期臂最大偏斜
7、点最远的表面上(见图2),计算如下。第一种方法不能利用CAD软件中现有的模型,需1)最大应变εmax为:要重复建模,并且3YH3×1×115AnsysWorkbench作εmax=2=2=010027=0127%2L2×29为CAE软件,建模2)重直于卡扣面使卡扣偏斜的最大偏斜力P为:能力不如专业CAD22BHEεmax20×115×9600×010027软件。本文采用第P===617N6L6×29二种方法建立卡扣3)平行于卡扣面使卡扣偏斜的最大装配力F为:模型,为减少计算时Y间,在原有CAD模μ+tan[α+arc
8、tan()]F=PL=型中删除对卡扣装Y1-μtan[α+arctan()]图3AnsysWorkbench配分析影响很小的L卡扣装配模型部分,如图3所示。1013+tan[20+arctan()]212卡扣材料属性的设置29617×=513N1在EngineeringData模块中新建卡扣材料PBT21-013tan[20+arctan()]
