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基于UG的传动机构有限元分析

发布于:2015-12-22 20:55

传动结构有限元分析

      有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)是目前机械设计中广泛应用的先进设计方法之一,在当前主流的 FEA App,如ANSYS等都可以对各种载荷状态下受力结构件的应力、应变进行分析。但这些FEAApp存在一个明显的局限就是实体建模功能较弱,需要从其它建模App,如UG、Pro/E等,经过格式转换导入模型,从而导致分析对象规模庞大,结构复杂,尤其是包含大量不规则的曲线和曲面时,经转换后会导致实体模型失真。
      UGApp提供了一个基于过程的产品设计环境,使产品开发从设计、分析到加工真正实现了数据的无缝集成,所提供的高级仿真模块是一个集成化、全相关、直观易用的CAE工具,可对UG零件和装配进行快速的有限元前处理、求解和后处理,且功能强大、操作简单易用。
      目前,利用UG高级仿真模块进行结构件有限元分析主要集中在对单个零件的分析,包括用户手册和各种相关教程,对其均有详细先容,但对传动机构的整体有限元分析鲜有先容。以下分析以某型号伺服压力机传动机构为例,研究采用 UG高级仿真模块进行装配结构静力学有限元分析的方法,并以UG NX 5.0版本为例,具体先容传动机构有限元分析方法和步骤,探讨复杂载荷条件下结构件有限元分析的新方法,以期为利用UG高级仿真功能进行传动机构乃至整机结构件有限元分析提供参考。
      对于单个结构件进行有限元分析,只需将结构件模型导入有限元分析模块即可,而对于由多个零件组成的传动机构,要进行有限元分析,首先需要进行机构装配模型的准备。该传动机构主要由曲柄、连杆、上肘杆、下肘杆、滑块以及连接圆柱销组成,其中曲柄和上圆柱销与机身相连,滑块在机身轨道内滑动,根据其装配结构和运动关系,在UG装配模块下完成传动机构的装配。
      对于该传动机构,由曲柄输入扭矩T,经肘杆机构实现增力放大后,在滑块输出力F。由该机构动力学分析结果可知,在扭矩T恒定的情况下,曲柄做圆周运动过程中,滑块输出力F为一变量。根据压力机受力特点和工作特性,只需分析滑块位于公称压力点位置时,传动机构各构件的应力应变状态即可。因此,在装配模型中,需将滑块位置调整到公称压力点,此时曲柄在额定扭矩T作用下,滑块输出力F即为压力机的公称压力。


                                                                                  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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