Solidworks有限元实例——Inflate Bump打气泵

2013-08-14  by:华东地区有限元培训中心  来源:仿真在线

Solidworks有限元实例——Inflate Bump打气泵

1 设计要求:

(1)打气泵的最大工作压力为1MPa。

(2)输入转速为1450rpm。

2 分析零件

件5曲柄零件和件8心轴零件是主要的传递动力的组件,因此,这里对这两个零件进行静强度校核、模态分析和疲劳寿命。

3 分析目的

(1)验证件5曲柄零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。

(2)验证件8心轴零件在给定的载荷下静强度是否满足需求。

(3)计算件8心轴零件的模态。

(4)计算件8心轴零件的疲劳寿命。

4 分析结果

工作压力为1MPa,计算得施加在件5曲柄零件上的力为314N;施加在件8心轴零件上的转矩为2.36N·m。

1.曲柄零件

零件的材料选用灰铸铁,极限应力151.6MPa。按照书中尺寸进行建模,件5曲柄零件的体积为1.4cm³。

根据零件的工作情况,对该零件进行静力分析,结果如图1-37所示。模型的最大von Mises为17.4MPa,零件的安全系数约为8.7。零件安全。

2.心轴零件

1、静力分析

零件的材料选用AISI 1020,屈服强度为351.6MPa。按照书中尺寸进行建模,件8心轴零件的体积为1.9cm³。

根据零件的工作情况,对该零件进行静力分析,结果如图1-38所示。模型的最大von Mises为190.9MPa,零件的安全系数约为1.8。零件安全。

5 零件改进

1.曲柄零件

按书中尺寸建立模型,在工作载荷下,模型的最大von Mises为17.4,安全系数为8.7,零件是安全的,零件的结构是比较合理的,这里不作改进。

2.心轴零件

心轴零件的静力分析应力云图显示,零件上存在应力集中,可以改进零件的结构来减小应力集中,改进模型的体积为21.9cm³。

修改后,对模型进行静力分析,零件的应力云图如图1-39所示,模型上最大von Mises为74.4MPa,安全系数提高至4.7。

6 心轴零件疲劳寿命和模态分析

1.模态分析

对改进后的模型进行模态分析,图1-40的“列举模式”对话框中列出了该零件的前5阶共振频率,第一阶共振频率远大于其工作频率,因此在工作过程中,不会出现共振情况,零件的模态分析是安全的。

2.疲劳寿命

周期载荷为峰值为314N,LR=-0.5,周期个数:1000000。对零件进行疲劳分析,得到零件的损坏云图、生命总数云图分别如图1-41~图1-43所示,零件是安全的。

7 小结

通过本节的分析结果,不对件5曲柄零件进行改进。对于件8心轴零件,对其结构进行了改进,虽然单个零件在体积上增加了2.9 cm³,但是安全系数由原来的1.8提高至4.7。

相关标签搜索：Solidworks有限元实例——Inflate Bump打气泵 广州Solidworks静力分析 机械设计培训 SolidWorks培训课程 SolidWorks设计教程 SolidWorks视频教程 SolidWorks软件下载 SolidWorks在建筑室内设计工业设计的应用 SolidWorks基础知识 SolidWorks代做 Fluent、CFX流体分析 HFSS电磁分析 Ansys培训