液壓塊ansys仿真的案例
Ansys Workbench | 液壓起重千斤頂仿真
概述
液壓千斤頂利用液壓動(dòng)力，以遠(yuǎn)高于輸入力的力來(lái)舉升重物。本仿真使用流體靜壓?jiǎn)卧獙?duì)液壓千斤頂進(jìn)行建模，并闡述體積模量的概念。實(shí)際應(yīng)用中，液壓千斤頂通常使用油作為液體，油的高體積模量使得加載過(guò)程中液體體積幾乎保持不變。
目標(biāo)
理解體積模量的影響
熟悉流體靜壓?jiǎn)卧氖褂?步驟
1. 打開(kāi) Ansys Workbench，創(chuàng)建一個(gè)"靜力結(jié)構(gòu)"分析。檢查單位設(shè)置。
2. 導(dǎo)入幾何模型（圖1）。大的綠色圓柱體截面積為 314 平方毫米，小的綠色圓柱體截面積為 0.78 平方毫米。因此，當(dāng) 1 牛頓的力作用在小圓柱體上時(shí)，大圓柱體應(yīng)產(chǎn)生 402.6 牛頓的反作用力。
（圖1：液壓千斤頂?shù)膸缀文Ｐ停?3. 定義接觸并對(duì)部件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。使用固定關(guān)節(jié)將剛性框架固定在地面上，并使用平移關(guān)節(jié)僅允許圓柱體垂直運(yùn)動(dòng)（圖2）。對(duì)于小圓柱體，定義網(wǎng)格尺寸為 0.25 毫米。將 1000 千克的點(diǎn)質(zhì)量分配到大圓柱體的頂部表面上。
（圖2：關(guān)節(jié)示意圖）
4. 定義分析設(shè)置和邊界條件。開(kāi)啟大變形并定義一些子步。在垂直方向上定義地球重力，并將小圓柱體向下移動(dòng) 3 毫米。由于流體的體積模量導(dǎo)致體積變化可忽略不計(jì)，可以假設(shè)體積守恒，大圓柱體的垂直運(yùn)動(dòng)應(yīng)為 3 毫米/402.6 ≈ 0.0075 毫米（圖3）。
（圖3：邊界條件示意圖）
5. 插入命令行以定義流體靜壓?jiǎn)卧Ｔ诓迦朊钚兄埃瑒?chuàng)建一個(gè)命名選擇，包含構(gòu)成油液封閉體積的面（圖4）。在分析設(shè)置中插入一個(gè)命令片段。命令如圖 5 所示，其中定義了油的體積模量和密度。
（圖4：用于定義流體靜壓?jiǎn)卧姆忾]表面）
（圖5：創(chuàng)建流體靜壓?jiǎn)卧拿睿?6.
展開(kāi) 基于ANSYS Workbench 仿真分析液壓閥塊內(nèi)部油路極限壁厚
2 結(jié)論
通過(guò)仿真和分析得出：6061 鋁件液壓閥塊內(nèi)部孔道間的壁厚無(wú)論多大都無(wú)法用到 42 MPa 的使用壓力，45# 鋼液壓閥塊在設(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)部孔道間的壁厚要大于等于 5 mm 時(shí)才可以用到 42 MPa 的使用壓力。本次研究為液壓閥塊在極限壓力 42 MPa 的條件下選擇何種材質(zhì)提供了一定的理論依據(jù)，并為液壓閥塊設(shè)計(jì)過(guò)程中液壓閥塊內(nèi)部油路間的壁厚間隙選擇提供了一定的技術(shù)保障。
參考文獻(xiàn)
[1]劉丹.液壓閥塊設(shè)計(jì)與應(yīng)力分析[J].液壓氣動(dòng)與密封，2013(1)：24-25.
[2]孫丹丹.液壓系統(tǒng)中液壓集成閥塊的設(shè)計(jì)方法[J].機(jī)電信息工程，2020(13)：122-123.
[3]楊佩東.基于 ANSYS workbench 螺栓連接強(qiáng)度分析[J].機(jī)電技術(shù)應(yīng)用，2020（19）：190-191.
[4]劉宏文.材料力學(xué)[M].北京:高等教育出版社，2013：241-246.
[5]王瑞，陳海霞，王廣峰.ANSYS 有限元網(wǎng)格劃分淺析[J].天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，21(4)：8-11.
[6]覃祖和，莫興洋，伍詠暉.基于 ANSYS workbench 的液壓挖掘機(jī)工作裝置有限元分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].煤礦機(jī)械，2022，43(3)：120-123.
[7]胡峰，蔣廉華，曾春軍.基于 UG/ANSYS workbench的液壓閥塊協(xié)同設(shè)計(jì)與分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2016，23(5)：91-92.
文章來(lái)源：科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新
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