Solidworks吊鉤分析

2013-07-28 by:廣州Solidworks培訓中心來源:仿真在線

Solidworks吊鉤分析

0 引言

吊鉤作為起重運輸機械的重要受力部件,起到連接起重機和重物的作用,如果損壞極易造成人身傷亡,其工作安全性能非常重要。因此吊鉤的結構設計和材料選用要求保證不會發生突然斷裂的危險。所以要利用現代的設計方法和設計理論結合計算機技術對吊鉤進行優化設計。

1 模型建立

選擇合金鋼作為吊鉤材料。因為鋼結構具有強度高,塑性、韌性好,較高的強度能承載重的構件和結構。良好的塑性可使結構和構件破壞前變形比較明顯且易于被發現,在一般情況下不會因超載而突然斷裂。鋼結構良好的性能可調整結構和構件局部的高峰應力,使應力變化趨于平緩。良好的韌性可使結構或構件在動載荷作用下破壞時要吸收比較多的能量。

通過Solidworks軟件建立吊鉤模型。

2 吊鉤的應力分析和位移分析

應用Solidworks中的cosmosxpress設計分析工具對吊鉤進行分析。

(1)首先選用合金鋼作為材質;

(2)由于零件在分析過程中保持不動,約束就是用來固定零件的表面。所以必須約束零件的一個面,此處選擇吊鉤的環眼處作為約束面;

(3)選擇載荷,并指定受力面能力;

(4)確定受力方向,由于吊鉤受到向下的貨物拉力,所以指定力的方向為垂直水平面向下;

(5)運行結果,得到吊鉤應力分布圖。

由吊鉤的應力分布圖可以看出應力的最大值位于吊鉤內表面。結合材料力學知識可知應力達到某一特定值后,開始大規模塑形變形的現象稱為屈服。它標志著材料的力學響應由彈性變形階段進入塑形變形階段。由于鋼結構的塑性很好,所以在允許的載荷下只發生壓縮而不會斷裂。但又由于鋼結構的結構特點,經常會在某些地方發生局部應力集中,使截面的完整性遭到破壞。所以綜合考慮結構和應力對吊鉤的結構設計尤其重要。

在cosmosxpress中顯示吊鉤的位移分布圖。由位移分布圖可以看出最大位移發生在吊鉤前端部位。而吊鉤的位移分布本質上是應力引起的鋼結構的應變造成的。在載荷一定的情況下,吊鉤前端部分由于受力面積小,導致變形大。在進一步的優化設計中應引起注意。

3 吊鉤的結構優化

本文對吊鉤的結構優化設計是通過分析上面的應力和位移分布圖并利用Solidworks中的cosmosxpress設計分析工具對吊鉤進行小范圍內的優化設計,在滿足應力和位移的條件下更改相應尺寸的上下界,得到新的合理的吊鉤模型,減輕了吊鉤質量,得到了優化的吊鉤模型。

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