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運用APDL語言完成裝載機(jī)工作裝置動臂的整體三維建模，在ANSYS環(huán)境下對ZL60裝載機(jī)動臂的結(jié)構(gòu)強度進(jìn)行了計算。得到了在靜力條件下對稱水平插入力作用工況下動臂的應(yīng)力、變形云圖，并進(jìn)行了詳細(xì)地分析，實現(xiàn)了有限元建模和分析的參數(shù)化。將參數(shù)化設(shè)計引入到有限元分析中，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)快速調(diào)整，自動生成分析模型并完成結(jié)構(gòu)分析過程。增強了有限元分析的準(zhǔn)確性，并對工程機(jī)械及同類結(jié)構(gòu)有一定的指導(dǎo)意義。
動臂是裝載機(jī)工作裝置最重要的構(gòu)件，其強度狀況對工作裝置的性能和壽命有直接的影響。在裝載機(jī)的實際工作過程中，動臂容易受到變形，因此對動臂強度的計算主要借助于有限單元法。在分析之前通常要作一些假設(shè)：ZL60型裝載機(jī)工作裝置動臂是由16Mn鋼制造，16Mn鋼內(nèi)部組織是多晶體，晶粒之間是互相緊密接觸的，沒有任何空隙，動臂的材質(zhì)可以認(rèn)為是連續(xù)的，晶粒很小且排列雜亂，按材料的統(tǒng)計規(guī)律是均質(zhì)和各向同性的，動臂在生產(chǎn)過程中由于合適的工藝保證，在自由狀態(tài)，其內(nèi)部可以認(rèn)為無應(yīng)力，另外，動臂在運動過程中，加速、振動等引起的附加載荷忽略不計。
“參數(shù)化”這個概念最初是從CAD造型中提出來的。參數(shù)化建模是指先用一組參數(shù)來定義幾何圖形(體素)尺寸數(shù)值并約束尺寸關(guān)系，然后提供給設(shè)計者進(jìn)行幾何造型使用。它的主要思想是用幾何約束、數(shù)學(xué)方程與關(guān)系來說明產(chǎn)品模型的形狀特征，從而得到一簇在形狀或功能上具有相似性的設(shè)計方案。
有限元參數(shù)化建模包括幾何模型的參數(shù)化、有限元網(wǎng)格劃分的參數(shù)化、約束條件及載荷的參數(shù)化、材料性能的參數(shù)化及對后處理部分進(jìn)行參數(shù)化等，從而使用戶在參數(shù)化建模后可一次性計算出不同參數(shù)下的各類結(jié)果，便于直接進(jìn)行優(yōu)化分析、比較，且?guī)椭脩魪拇罅康姆治鰯?shù)據(jù)中迅速提取用戶所關(guān)心的信息。三維CAD參數(shù)化建模的目的僅僅是在設(shè)計參數(shù)確定后可以方便地生成模型和出工程圖，而建立有限元參數(shù)化模型的目的除為了方便地修改模型進(jìn)行系列產(chǎn)品的工程分析外，更重要的是在有限元分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。
應(yīng)用參數(shù)化有限元模型可以方便地得到相同結(jié)構(gòu)、不同尺寸構(gòu)件的模型結(jié)果和有限元分析結(jié)果，進(jìn)而進(jìn)行優(yōu)化分析與設(shè)計。應(yīng)用參數(shù)化建模，程序的輸入可設(shè)定為根據(jù)指定的函數(shù)、變量以及選出的分析標(biāo)準(zhǔn)決定輸入形式，允許復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入，使用戶實際上對任何設(shè)計或分析有控制權(quán)。擴(kuò)展了傳統(tǒng)有限元分析范圍之外的能力，并擴(kuò)充了更高級運算，包括靈敏度研究、零件庫參數(shù)化建模、設(shè)計修改和設(shè)計優(yōu)化。
專業(yè)從事機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務(wù)與解決方案
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