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基于模块化设计的预应力机架有限元分析

发布于:2016-02-23 19:17
有限元分析

      液压机是制品成形生产中应用最广泛的设备之一,随着我国设备制造业的兴盛,对大型锻造液压机设备的需求越来越多。以液压机整机为设计单位的设计方法因设计周期长已不适应激烈的市场竞争。广义模块化设计将参数化设计和变量化分析技术引入模块化设计,克服了传统模块化设计的局限,必将成为可适应设计和大规模定制中的重要设计方法和核心技术。由于CAD造型App与CAE有限元分析App的模型差异、设计人员和分析人员的分工协作等实际因素的存在,使得液压机产品的广义模块化设际情况由经验确定。
      PRETS179是ANSYSApp提供的预紧力单元,通过PSMESH预拉伸网格命令可以把PRETS179单元插入到任何结构单元模拟的对象网格中形成预拉伸截面,该截面把原先连接的单元分割成两个不相连的组。通过SLOAD命令可以在预拉伸截面上直接施加预紧力载荷。
      预紧力单元法可以精确模拟预紧力载荷。因为拉杆在实际预紧安装和工作状态下呈现组合变形的特性,所以在创建柔性拉杆有限元模块时使用两个空间梁单元beam4模拟1根拉杆,拉杆节点坐标X,Y为独立参数,Z1,Z3分别为管理层反馈的X,Y位置处上横梁顶部、下横梁底部的Z坐标值,Z2取Z1,Z3和的一半。PSMESH命令在(X,Y,Z2)节点位置处建立整体笛卡尔坐标系下Z方向的预拉伸截面和相应的PRETS179单元,SLOAD命令完成预紧力载荷的施加。
      该程序模块提取整机分析模型中的拉杆单元和相应的节点,通过SLOAD命令对各个预拉伸截面施加预紧力载荷参数;通过建立“刚性域”约束方程使拉杆端节点与拉杆直径范围内的上横梁顶部或下横梁底部节点具有相同的自由度。
      液压机立柱上存在限制立柱发生过大变形的间隙导向约束。导向在一定范围内可以移动,为了模拟导向对液压机预应力机架的影响,建立了通过APDL语言编写的间隙导向约束模块。该模块以导向位置参数和导向间隙为参数,通过ANSYS的“点-点”接触单元CONTAC52模拟间隙导向的作用。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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