网站原创摘 要 本文以滚筒洗衣机门铰链为研究对象,应用Abaqus软件来分析门铰链在反复开门时受多次撞击力情况下,门铰链强度是否满足使用要求,以防止铰链结构设计及材料选择不合理,造成门铰链强度不够,出现开裂等问题.在滚筒洗衣机的产品设计阶段,应用有限元分析,可以提高结构设计的可靠性,缩短产品的开发周期.
关 键 词 有限元；门铰链；Abaqus/Standard
中图分类号TP39 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）96-0206-02
0引言
洗衣机门铰链是滚筒洗衣机的非常重要的零部件,其结构设计合理性与否直接关系到洗衣机门开启是否方便,洗衣机门铰链的寿命是否满足要求等问题.本文主要讨论滚筒洗衣机门铰链强度校核问题.下图为夏普门铰链3D模型,在反复的开门撞击下,门铰链会出现断裂,现在对结构进行分析,并根据分析结果进行结构改善,保证其在要求2.4万次寿命情况下门铰链不出现断裂.由于每次开门力度大小不一样,具有随机性,如果精确预测门铰链在随机性载荷下的寿命是很困难的,且寿命计算也是需要实验得到材料的S-N曲线,所以对该分析做一定的转换.根据一般金属材料应力寿命曲线可知,承受的应力越小,则寿命越长,因此对原来的结构的铰链进行分析,加强其薄弱处,再对改善后的结构以相同的载荷条件进行分析,只要与之前相比,应力大大减小,则寿命也将较大提高.
| 有关论文范文主题研究: | 关于结构设计的论文范文检索 | 大学生适用: | 高校毕业论文、学年论文 |
|---|---|---|---|
| 相关参考文献下载数量: | 61 | 写作解决问题: | 怎么撰写 |
| 毕业论文开题报告: | 标准论文格式、论文小结 | 职称论文适用: | 杂志投稿、初级职称 |
| 所属大学生专业类别: | 怎么撰写 | 论文题目推荐度: | 优秀选题 |
1.仿真分析模型的简化
有限元分析的前提条件是要对实际模型进行简化处理,建立仿真分析模型.由于Abaqus/CAE的Part模块实体建模功能不是很强大,所有的三维建模工作在UG软件中完成,再将简化的实体模型,再转化为STP格式后导入到Abaqus/CAE中.
2.材料及截面属性的创建
3.网格划分
4.边界条件和载荷
5.计算结果及结果分析
5.1 分析结果
5.2 分析结论及改进措施
1）如果提高门铰链的寿命,需把最大应力值降低.降低应力值的措施有以下几种：
（1）应力最大处即结构薄弱处强度加强；
（2）分散开门时撞击力大小,将接触位置增多,接触面加大；
（3）采用缓冲方式,降低撞击力大小.
按照上述思路改善铰链结构,增大撞击时接触面积,应力最大处增大圆角,门铰链三维结构在UG中更改后,导入Abaqus中,再按照上述分析过程,对改进后结构进行有限元分析,分析结果如图4所示；
2）上述改进结构做手板试验验证,在冲击载荷作用下,耐久试验次数在22000次时应力最大处位置出现断裂,与之前结构7000次寿命相比,寿命有显著的提升,验证上述CAE分析的在相同冲击载荷下结构应力值由182.3减小到162.2MPa,零件的寿命会明显提高的结论.
6.结论
1）从一般材料的S-N曲线规律,可以判断,最大的交变应力值越小,其寿命越长. 通过Abaqus/Standard结构分析方法可以看出,可以有效分析洗衣机门铰链在开门冲击力作用的情况下其应力分布情况,并根据材料的S-N曲线可以判断寿命大小.后期的试验验证了分析结果的可靠性,这对门铰链的结构设计有一定的指导意义；
2）Abaqus软件可以很好的实现客户的要求,使用Abaqus软件通过仿真的方法可以对设计方案进行优化和指引.