一种薄壁壳体零件的静力仿真和静力试验.pdf

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1、第35卷第1期制导与引信Vo1．35No．12014年3月GUIDANCE&FUZEMar．2O14文章编号：1671-0576(2014)01—0018—03一种薄壁壳体零件的静力仿真和静力试验吕忠卫，顾峰，戴秀芬(上海无线电设备研究所，上海20OO90)摘要：利用有限元对薄壁壳体进行静力学分析，并采用实物试验对仿真结果进行验证，建立了薄壁壳体零件设计和静力学分析的方法。关键词：壳体；静力仿真；静力试验中图分类号：TJ43文献标识码：AStaticsSimulationandStaticsTestofaThin-walledShellPartLV

2、Zhong—wei，GUFeng，DAIXiu—fen(ShanghaiRadioEquipmentResearchInstitute，Shanghai200090，China)Abstract：Thestaticsanalysisofthin—walledshellwasperformedviafiniteelement．Thedesignandstaticsanalysismethodologyofsparepartsmadefromthin——walledshellwasestab—lishedaccordingtothesimulation

3、testresult．Keywords：shell；staticssimulation；staticstest指标要求，从而选择相应的材料以及采用相应的0引言设计来满足技术指标要求。当前对机械类产品的设计要求是轻、巧、小，1．1指标要求并在此基础上具有相当的力学要求，能满足产品对某圆柱壳体类零件，总体给出如下指标：的强度指标。这就要求在产品的开发设计时做相a)壳体重量小于350g。应仿真分析和实物静力学试验，以此提高设计的b)壳体在承受3950N剪力时，能同时承受可靠性，节约研制成本和缩短研制周期。1352Nm的弯矩，安全系数为1．5。c)壳体长度

4、为112mm，直径为127mm。1零件设计1．2壳体的设计零件在初步设计阶段就需要考虑产品的技术按照重量指标和力学要求，选择铝合金2A12一T4作为该零件的材料。表1为该材料的物理属性。收稿日期l2013-03—26零件设计时，充分考虑力学要求，在减重的同作者筒介。吕忠卫(1981一)，男，硕士，高级工程师，主要从事引信结构设计研究。时，局部采用加强筋以提高壳体的力学性能。20制导与引信第35卷大应力处图5壳体静力试验加载示意图分别是1#和2#，在壳体前端也固定有两只位移图4壳体的应力云图计，分别是3#和4#。15O％，即加载5925N的剪力，该剪

5、力将在壳体试验时，在Q处以试验载荷的1O为一级，另一端面产生2073．75N·m的弯矩。图5为该逐级加载，直至加载至100％试验载荷(即150壳体静力试验加载示意图。使用载荷)后卸载，查验在各级载荷作用下位移的壳体静力由固定板、转接环、壳体(试验件)、变化量。位移计、加力环和接长筒组成。固定板与转接环的作用是固定壳体，位移计的作用是测量壳体在3．2试验结果加载情况下的位移变化量，接长筒的作用是使过试验结果如表2所示，1#位移、2#位移、3#载加载在图5所示366mm处，加力环的作用是位移和4#位移分别对应I#位移计、2#位移计、在试验环Q处进行力的

6、加载。3#位移计和4#位移计在相应载荷时所测量的如图5所示，在壳体后端固定有两只位移计，位移值。表2舱体静力试验位移测量数据载荷序号1#位移(mm)2#位移(ram)3#位移(mm)4#位移(ram)剪力(N)弯矩(Nm)1OOOOOO2592．52O7．3750．0080．008O．O1O．O131185414．750．008OO．O1O．O141777．5622．125O．008O0．03O．O25237O829．5O．OO8OO．O5O．O362962．51O36．875O．0O8OO．O80．O5735551244．250．0080O．12

7、0．0884147．51451．6250．008O0．18O．11‘94740l6590．008OO．25O．15105332．51866．3750．0iOO．31O．2O1159252O73．75O．O2OO．38O．2120O0．008O．O10．03IO．O3从表2数据分析，在最大过载情况下，壳体位复至0．031mm，可见，在150使用载荷作用下，移值仅为0．38mm，且在卸载后，位移值迅速恢(下转第48页)48制导与引信第35卷_65-70，、营’7．-,1~誉"-80霹2550751O0频偏，／kHz图7HFSS仿真结果图8相位噪声测试结

8、果b)频率步进：△_厂一10MHz；微波本振源。其性能指标满足使用要求，与同类c)跳频时间：f<10ms；产品相比较，该宽