CAE仿真實(shí)例丨門(mén)窗滑撐安全性分析
滑撐是門(mén)窗五金配件的一種,它又稱鉸鏈、四連桿,是連接平開(kāi)窗扇和窗框的常見(jiàn)裝置。滑撐的作用是在窗戶開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)起到承重支撐和定位功能,喏(▽看下圖),消費(fèi)者可以在家里外開(kāi)窗的角部找到它。

現(xiàn)代樓盤(pán)建筑高度不斷提升,城市范圍不斷擴(kuò)大,高層建筑窗戶導(dǎo)致問(wèn)題的比例就越高。外開(kāi)窗用滑撐規(guī)范中要求材質(zhì)為不銹鋼,但有不少黑心商家會(huì)為了省錢(qián)而用便宜劣質(zhì)的滑撐,這會(huì)為日后使用留下窗扇掉落、關(guān)不上、啟閉有噪音、強(qiáng)度不夠、生銹等隱患。2019年6月13日,深圳福田區(qū)御景華城一扇玻璃窗戶在風(fēng)中從20樓掉落,一名6歲男童與母親在路過(guò)該小區(qū)的一家水果店時(shí),正好被掉落下來(lái)的玻璃窗砸中。事發(fā)后,男童被緊急送往深圳市中醫(yī)院,最終還是救治無(wú)效。
為防患于未然,杜絕類(lèi)似悲劇的重演,門(mén)窗滑撐的質(zhì)量可靠性及安全性必須達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。有限元分析技術(shù)能夠在門(mén)窗滑撐產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初就對(duì)其進(jìn)行可靠性驗(yàn)證,分析設(shè)計(jì)缺陷并加以優(yōu)化。以下為元王為某企業(yè)做的滑撐強(qiáng)度有限元分析案例。
分析目的
開(kāi)啟狀態(tài)下,承受扇重100KG,并在窗扇中心施加垂直窗扇平面的載荷F=2000N,分析滑撐各桿件受力分析。

FEA模型

分析工況
依據(jù)實(shí)際使用情況,固定滑軌A所有螺栓位置點(diǎn),同時(shí)在滑軌B的端面施加500N/-Y方向的均布載和500N/+X方向的均布載,邊界及載荷示意圖如下所示。

分析結(jié)果
1、滑撐在載荷作用下最大應(yīng)力為205.8MPa,略高于其所用材料的屈服強(qiáng)度(sus304/205Mpa) ,但遠(yuǎn)小于其所用材料的屈服強(qiáng)度(sus304/490Mpa),出現(xiàn)在滑軌A上端螺栓孔位置。由于應(yīng)力集中區(qū)域較小,破裂失效風(fēng)險(xiǎn)較低,但應(yīng)關(guān)注其疲勞失效。
2、滑撐在載荷作用下最大變形量為8.655mm,出現(xiàn)在滑軌B中端部位。

應(yīng)力云圖

位移云圖
通過(guò)上述案例可知,元王有限元分析直觀快速的反映出門(mén)窗滑撐的應(yīng)力分布情況,為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了方便、直觀、可靠的參考數(shù)據(jù),使門(mén)窗滑撐最大應(yīng)力值的位置進(jìn)行轉(zhuǎn)移,盡可能的降低門(mén)窗滑撐的強(qiáng)度失效風(fēng)險(xiǎn),從而延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命。選擇元王CAE仿真應(yīng)用專家,為您的企業(yè)帶來(lái)無(wú)限可能。
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