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基于Workbench的叉车车架4632299永利皇宫网址_首页欢迎您

发布于:2023-03-18 21:54
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      采用三维建模软件Pro/E建立叉车车架几何模型,在Workbench中进行4632299永利皇宫网址_首页欢迎您时,既要保证分析结果的准确性,又要将计算量控制在一定范围内。虽然模型越接近实体,计算结果越准确,但结构越复杂,划分网格时所需要的单元就越多,分析时占用的资源也就越多,因此在保证计算结果准确性的前提下通常需要对模型进行一些简化。 建立实体模型时,可以忽略车架中对计算结果影响较小的圆角、工艺孔等特征,这样既减小了计算量,又提高分析效率,简化后的模型如图1所示。
      将在Pro/E中建立的车架模型保存为X-T格式,并将其导入ANSYS Workbench中,根据有限元和结构分析理论可知,考虑到部分零件厚度较大,不适合采用板壳单元划分,建立有限元模型时可以采用板壳单元与实体单元混合划分或者全部采用实体单元划分的方法。采用板壳单元与实体单元混合划分的方法可能会由于2种单元自由度耦合产生的误差降低分析结果的准确性,因此采用实体单元划分的方法,为提高计算精度,使用六面体为主的网格控制方式进行网格划分,建立的车架有限元模型如图2所示,包括39258个单元,191355个节点,图3为后车架有限元模型。
      该叉车额定起重量为3 t,最大起升高度为3 m。叉车工作时存在多种工况,本文选取一种较恶劣的工况进行分析,即叉车门架前倾6°且达到最大起升高度3 m时的工况分析。将车架作为一个整体考虑,可将车架与前桥铰接处作为一个固定铰支座,在ANSYS Workbench中以cylindrical support的形式施加,约束其轴向和径向位移;车架与后车桥约束,可以用displacement来约束其垂直方向的位移。
      车架整体自身的重力可以通过standard earth gravity的形式施加,其余载荷施加情况如表1所示。
      各载荷计算过程及施加方式:
      ①驾驶室重量为562 kg,假设驾驶员的重量为70 kg,计算得知驾驶员和驾驶室对车架的作用力约为6193 N,驾驶室的质心位置可以通过Pro/E软件得知,因此驾驶室对车架的作用力可用remote force的形式施加。
      ②发动机重力通过force的形式分别平均施加在2个发动机支架的上表面,通过理论分析可计算出作用力为1493 N。
      ③叉车尾部平衡重块对后车架的作用力可以通过Pro/E测配重的重心位置,然后通过静力分析得出4个支点的支反力,其中,作用在螺栓上的支反力为5899 N, 作用在两侧板上的配重块的支反力为3006 N,通过force形式施加。
      ④倾斜油缸对车架的拉力可以通过对门架的静力分析得到,在门架前倾6°且达到最大起升高度3 m时的工况下, 通过理论力学分析计算得到单个油缸对车架的作用力为37253 N,通过force形式施加。边界条件施加后的模型如图4所示。
      在叉车门架前倾6°且达到最大起升高度3 m的工况下,车架整体的应力云图如图5所示。由图5可知车架整体的最大应力位于与倾斜油缸铰接的吊耳处,最大值为227.72 MPa。车架整体的变形云图如图5所示,由图5可知,车架的最大变形也位于与倾斜油缸铰接的吊耳上,最大变形量为0.51217 mm。 吊耳材料为Q345,其屈服极限为345 MPa,对于塑性材料,其安全系数通常取1.5,则Q345的许用应力为230 MPa,因此最大应力小于材料的许用应力,吊耳是安全的。



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