強度校核，動力學(xué)分析，疲勞分析
關(guān)注創(chuàng)建者：劉騰飛 創(chuàng)建時間：2016-01-09
強度校核，動力學(xué)分析，疲勞分析的實例教程
高強螺栓結(jié)構(gòu)應(yīng)力與疲勞校核分析報告.zip
高強螺栓的疲勞分析校核。應(yīng)用WB自帶的疲勞分析模塊，對螺栓進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞校核。
特點：疲勞分析模塊的應(yīng)用；螺栓預(yù)緊力；對稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業(yè)隱私，和單位法規(guī)的規(guī)定，隱去報告中含有隱私的 部分，望大家見諒和理解，歡迎大家討論，共同進(jìn)步。
通過MotionView建立該產(chǎn)品行走機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)模型，通過多體動力學(xué)仿真分析，獲得了關(guān)鍵部件的工作載荷歷程，確定了部件的最大載荷。通過在HyperMesh中建立關(guān)鍵部件的有限元模型，加載MotionView輸出的載荷信息，通過OptiStruct計算分析，找到了結(jié)構(gòu)的主要受力位置，分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際破壞完全吻合。最后通過聯(lián)合仿真優(yōu)化分析，大幅降低了部件的鉸點載荷和應(yīng)力水平，保證了結(jié)構(gòu)的可靠性。
2、原結(jié)構(gòu)聯(lián)合仿真分析
2.1 多體動力學(xué)模型建立
在產(chǎn)品實際作業(yè)過程中，首先需要通過驅(qū)動此行走機(jī)構(gòu)中的油缸伸出，推動鋼輪總成支撐到鋼軌上，進(jìn)一步伸出油缸，使輪胎脫離地面，最終使鋼輪同時與輪胎和地面接觸，通過輪胎的驅(qū)動力帶動鋼輪在鋼軌上行走,大體結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 結(jié)構(gòu)示意
根據(jù)行走結(jié)構(gòu)的實際工作原理，在MotionView中建立連接各部件恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)動副、移動副、油缸位移驅(qū)動等，最終建立了整個行走機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)模型，對機(jī)構(gòu)支車運行過程進(jìn)行多體動力學(xué)分析，得到了絲杠兩連接點的載荷歷程曲線如下圖2所示。
圖2 多體動力學(xué)模型
通過上述多體動力學(xué)分析，鋼輪支地輪胎抬起瞬間,絲杠受到35T的壓力，當(dāng)剛輪與輪胎接觸瞬間，絲杠受到約30T的拉力，因此在整個支車過程中結(jié)構(gòu)受到巨大拉壓交變載荷的作用，很容易發(fā)生疲勞破壞。因此需要考慮對鉸點進(jìn)行優(yōu)化，以降低支車過程的交變載荷。
2.2 結(jié)構(gòu)強度分析
將上述多體動力學(xué)分析獲得的最大載荷加載到絲杠和車架上，在HyperMesh中建立結(jié)構(gòu)強度分析模型，通過OptiStruct求解計算，得到絲杠及與其連接的車架位置應(yīng)力水平超過1000MPa，具體如下圖3、圖4所示，其發(fā)生破壞的可能性極大。
展開 如果螺旋彈簧在高壓開關(guān)全生命周期30年的過程中，出現(xiàn)疲勞失效，會嚴(yán)重影響高壓開關(guān)的通斷性能，甚至威脅整個電力系統(tǒng)的安全。而彈簧在反復(fù)載荷的作用下，其破壞形式主要是疲勞斷裂。疲勞破壞的過程往往是裂紋的成核心、形成、擴(kuò)展，直到產(chǎn)生突發(fā)性的脆斷。因此利用仿真軟件對彈簧的危險點及疲勞壽命進(jìn)行研究、預(yù)測及估算，進(jìn)而適時對其進(jìn)行更換，對于提高高壓開關(guān)及電力系統(tǒng)的可靠性，具有重要的作用。
本案例基于螺旋彈簧的CAD模型，利用ANSYS及nCode軟件，對螺旋彈簧的進(jìn)行瞬態(tài)動力學(xué)分析及疲勞壽命仿真，對于相關(guān)從業(yè)者及其他行業(yè)類似問題具有一定的幫助及指導(dǎo)意義。
仿真過程：
CAD及CAE模型準(zhǔn)備
2. 設(shè)置邊界條件及瞬態(tài)動力學(xué)分析
3. 疲勞壽命設(shè)置及計算
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1、概述
本文以公司某產(chǎn)品行走機(jī)構(gòu)為研究對象，該機(jī)構(gòu)主要包括機(jī)架、鋼輪總成、驅(qū)動油缸、搖臂、絲杠。通過MotionView建立該產(chǎn)品行走機(jī)構(gòu)的多體動力學(xué)模型，通過多體動力學(xué)仿真分析，獲得了關(guān)鍵部件的工作載荷歷程，確定了部件的最大載荷。通過在HyperMesh中建立關(guān)鍵部件的有限元模型，加載MotionView輸出的載荷信息，通過OptiStruct計算分析，找到了結(jié)構(gòu)的主要受力位置
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螺旋彈簧作為高壓開關(guān)操作機(jī)構(gòu)的一種能量介質(zhì)，是高壓開關(guān)的一個重要的零部件。如果螺旋彈簧在高壓開關(guān)全生命周期30年的過程中，出現(xiàn)疲勞失效，會嚴(yán)重影響高壓開關(guān)的通斷性能，甚至威脅整個電力系統(tǒng)的安全。而彈簧在反復(fù)載荷的作用下，其破壞形式主要是疲勞斷裂。疲勞破壞的過程往往是裂紋的成核心、形成、擴(kuò)展，直到產(chǎn)生突發(fā)性的脆斷。因此利用仿真軟件對彈簧的危險點及疲勞壽命進(jìn)行研究、預(yù)測及估算，進(jìn)而適時對其進(jìn)行更換
高強螺栓結(jié)構(gòu)應(yīng)力與疲勞校核分析報告.zip
高強螺栓的疲勞分析校核。應(yīng)用WB自帶的疲勞分析模塊，對螺栓進(jìn)行應(yīng)力分析和疲勞校核。
特點：疲勞分析模塊的應(yīng)用；螺栓預(yù)緊力；對稱，多載荷步；接觸非線性。
由于涉及企業(yè)隱私，和單位法規(guī)的規(guī)定，隱去報告中含有隱私的 部分，望大家見諒和理解，歡迎大家討論，共同進(jìn)步。
