Z形路燈相關文件.zip

               

                     關于Z型路燈受力情況分析

摘要：本文通過分別使用無網格劃分軟件SimSolid與Workbench兩種分析軟件對Z型路燈進行靜力學分析，根據實際使用要求，路燈側面受十級風阻，兩分析軟件在相同工況下進行仿真分析，對比其結果，以驗證無網格劃分軟件SimSolid使用可行性。

關鍵詞：SimSolid  有限元分析 靜力學仿真

  根據實際生產需要，現需對Z型路燈進行受力分析，以驗證設計的可行性，為后期設計優化提供經驗，現采用SimSolid與Workbench軟件（自動網格劃分軟件）分別對Z型路燈進行靜力學分析，Z型路燈具體樣式如圖1.1所示。

                        圖1.1 Z型路燈數模樣式

二 相關參數

   Z型路燈采用鋁合金材質6063-T6，Z型路燈高3m，截面采用100*200mm,3mm厚型材焊接而成，相關性能參數如下表所示。

             表2.1 性能參數表

材料牌號	密度 T/mm3	彈性模量   MPa	泊松比	屈服強度   MPa	抗拉強度   MPa	延伸率   %
6063-T6	2.70E-9	69000	0.33	170	215	6

   根據路燈使用要求其受力為該地區最大風力。本次分析選擇十級風壓進行處理，根據相關風壓換算，折算其受力為4.5E-4MPa。因此該模擬方案選擇將路燈底部螺栓孔進行全約束，在Z型路燈側面水平施加4.5E-4MPa載荷。具體約束及受力情況如圖2.1所示。

   

                          圖2.1 受力分布

三 模擬仿真

3.1 網格法有限元分析

   通過使用有限元軟件Workbench對數模進行自動網格劃分，使用接觸方式自動對零件進行連接，并完成材料屬性賦予工作，最后將處理后得到的文件添加施加約束與載荷，并進行運算。最大應力為20.87MPa,最大位移量為1.6mm其云圖結果如圖3.1所示。

                           a應力分布云圖 

                          b 位移分布云圖

                         圖3.1  分析云圖

3.2 無網格法有限元分析

   通過使用SimSolid直接與設計軟件對接，將數模導入SimSolid中，對數模進行材料賦予，并使用靜力分析模式對數模進行處理，該數模連接未采用軟件自帶自動接觸連接，采用手動增添焊接模式進行連接，并根據相關條件進行約束與載荷施加，最后進行運算。最大應力為54.49MPa,最大位移量為1.43mm其云圖結果如圖3.1所示。

                           a應力分布云圖

                           b 位移分布云圖

                           圖3.2  分析云圖

四 結論

  通過使用兩種不同軟件對Z型路燈進行分析，查看其相同位置受力情況，得出以下結論。

  1、模型處理時間：對于小型模型，運算時間相差不大，但對于前期處理來說SimSolid更為簡單方便，相關設置更為人性化，特別是焊接件，SimSolid設置更為簡單方便，計算結果也將其納入其中，為后期優化提供參考。

  2、應力最值問題：該零件為焊接裝配體，應力最值應集中于焊接位置，使用Workbench分析時，采用自動網格劃分以及零件接觸，使得系統默認為連接位置為整體，而SimSolid采用焊接模式連接則自動添加焊道，并將此位置參與相應計算，故最值應力存在一定差異行。

  3、觀測位置參數：對于Workbench進行有限元分析，觀測實際受力薄弱處螺栓固定位置1.97MPa ；最大位移點為1.6mm，位于頂端。通過SimSolid獲取相應位置應力分別為：2.49Mpa，最大位移點為1.43mm，底部焊接處應力最大為54.49Mpa。對于此分析結果綜合看，位移運動距離以及觀測點應力兩者結果相差不大，均可做為設計參考，但相對而言，就焊道位置應力大小SimSolid得到數據具有一定參考價值。

  綜合本次模擬結果分析可知，對于設計周期有限，結構相對簡單的產品設計，可以通過使用SimSolid進行分析，已到達節省設計周期，降低生產成本的目的。