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2013-08-14 by:有限元分析技術(shù)應(yīng)用中心 來源:仿真在線
Solidworks simulation案例——Gas Valve氣壓閥(二)
2。凸輪軸零件
材料:45鋼,屈服強(qiáng)度355MPa。
根據(jù)活塞推桿的受力情況,換算至該零件上的扭矩約為10.5N·m。
1 靜力分析:
如圖1-5所示為“凸輪軸”零件的應(yīng)力云圖,零件上的最大應(yīng)力為212Mpa,平均應(yīng)力約為120MPa,零件的安全系數(shù)約為1.7,符合設(shè)計(jì)要求。
2 模態(tài)分析
圖1-6的“列舉模式”對話框中列出了“推桿活塞”零件在工作載荷下的模態(tài)參數(shù),“模式1”的結(jié)果為其自由度內(nèi)的模態(tài),不作為校核參考。第二階模態(tài)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸入轉(zhuǎn)速的頻率,因此在啟動及工作過程中,該零件不會發(fā)生共振情況。模態(tài)驗(yàn)證符合設(shè)計(jì)要求。
3.箱體零件
按書中尺寸建立模型,零件體積254cm3。材料選用灰鑄鐵,極限應(yīng)力151.6MPa。
對該零件進(jìn)行靜力分析,結(jié)果如圖1-7所示。模型的最大von Mises為16.1MPa,零件的安全系數(shù)約為9.4。
5 零件改進(jìn)
箱體零件的安全系數(shù)很大,這里通過減小零件的厚度來減小零件的重量。模型中有很大部分的應(yīng)力很小,同時考慮零件的結(jié)構(gòu),如鉆螺紋孔,可以去掉部分材料,改進(jìn)后零件的體積為188cm3。
對改進(jìn)后的模型運(yùn)行靜力分析,結(jié)果如圖1-8所示:最大von Mises為26.1MPa,安全系數(shù)約5.8。
6 成本節(jié)約
模型原來的體積為254cm3,改進(jìn)后的模型的體積為188cm3,體積減少了66cm3,每件減少的重量為475g,如果生產(chǎn)10000件,那么總共可節(jié)省材料4750kg,以當(dāng)前灰鑄鐵的市場價格為8000元/噸,那么可以節(jié)省38000元。
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