基于有限元分析的锁紧支架结构优化设计.pdf

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1、2015年9月机械设计与制造工程Sep．2015第4_4卷第9期MachineDesignandManufacturingEngineeringVo1．44NO．9DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．09．007基于有限元分析的锁紧支架结构优化设计刘金标(宜昌测试技术研究所，湖北宜昌443003)摘要：首先使用Pr0／E软件建立了锁紧支架的三维模型，然后应用集成于Pro／E内的ANSYSWorkbench软件对锁紧支架进行有限元分析，并根据分析结果对结构进行改进和优化，对材料进行重新选定，以达到设计要求。最后用实

2、例证明，锁紧支架的强度、刚度和质量满足要求，既缩短了研发周期，又降低了制造成本。关键词：锁紧支架；结构优化；有限元分析；强度中图分类号：TH472文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)09—0023—04锁紧支架是某水下设备中极为重要的零件，安盖板锁紧支架装在支撑壳体内，通过安装在其上的液压缸活塞杆的伸出，锁紧固定盖板，实现盖板与支撑壳体之间的水密。由于锁紧支架位于水下设备的上方，其质量大小对设备的姿态稳定性影响很大，故其在满足足够的强度和刚度¨要求的同时，质量应尽可能小。由于锁紧支架受力复杂，结构形状不规则，故理论计算存在很大

3、的难度，为节约成本和缩短研发周期，本文采用Pro／E进行三维建模，利用集成其内的ANSYSWorkbench2对锁紧支架进行有限元分析，并不断优化，直至设计出合格的产品。图1锁紧支架装配示意图1锁紧支架的结构设计与支撑壳体连接的安装面液压缸的安装面活塞杆导向槽锁紧支架结构形状不规则，质量要求苛刻，主要存在如下特征：与支撑壳体相连的安装面，液压缸的安装面以及液压缸活塞杆导向槽。设计导向槽的目的是为了防止活塞杆在伸出过程中发生转动。锁紧支架在支撑壳体上的装配示意图如图1所示，锁紧支架结构示意图如图2所示。图2锁紧支架结构示意图2有限元分析模型近；非

4、主要承载部位及其结构不予考虑或予以简2．1有限元模型的建立化，比如去掉各种螺钉孔，以提高网格质量，加快计为了建立合理、精准的有限元力学模型，采用算速度。Pro／E软件建立的三维模型在导人ANSYSWork—暂定锁紧支架所用材料为1Crl8Ni9Ti，该材料bench前需要先进行模型简化处理：对主要的承载相关参数如下：拉伸强度or为520．0MPa、屈服强部位及其结构，尽量保证原结构的形状和位置，保度。为205．OMPa、弹性模量为206．00GPa，切变证计算模型的几何特征、力学特征和真实情况相模量为79．23GPa，泊松比为0．3，密度为收稿

5、日期：2015—08—12作者简介：刘金标(1982一)，男，湖北宜昌人，宜昌测试技术研究所工程师，硕士，主要从事机械产品开发与设计工作。·23·