当前位置:研发设计首页 >> 软件世界 >> 数字化设计 >> 基于solidThinking Inspire的某强夯机车架结构设计
基于solidThinking Inspire的某强夯机车架结构设计
2017-05-17 23:40:52  作者:柴汝刚 肖新科 杨红普 杨少楠   来源:互联网
  •   1 引言   目前,随着计算机计算性能的提升以及CAE工具的提升,特别是有限元计算技术、拓扑优化技术、参数优化技术、形状优化技术、疲劳寿命分析技术等商业软件的开发和完善,使得CAE驱动设计成为现实。但 ...

  1 引言

  目前,随着计算机计算性能的提升以及CAE工具的提升,特别是有限元计算技术、拓扑优化技术、参数优化技术、形状优化技术、疲劳寿命分析技术等商业软件的开发和完善,使得CAE驱动设计成为现实。但是传统的CAE软件专业性强,通常需要专门的CAE分析人员进行这项工作。solidThinking Inspire的出现,改变了产品设计师和结构工程师传统的设计方式,使得不是专业从事CAE分析的普通产品设计师也能够快速创建更轻的结构,更好地了解材料的分布规律,并可轻松导入CAD工具。本文以公司战略产品一一大夯能液压履带式强夯机车架为对象,应用solidThinking Inspire,尝试CAE创新设计。得到的新结构强度在全工况下满足要求,车架重量较经验设计轻5.24吨。

  2 强夯车架结构设计

  2.1车架结构设计

  该大夯能强夯机的整体结构如图2.1所示,由工作装置和车架组成,经验设计的车架为箱型结构,重量为12.44吨,如图2.2所示。以单边不动,另一边转弯为初始优化设计工况,在solidThinking Inspire中建立优化设计模型,如图2.3所示,单边转弯工况下,履带架一端固定,简化为车架一侧法兰施加固定约束,履带架另一端施加最大驱动力,等效为在车架另一侧法兰上施加集中力和力矩,载荷工况如图2.4所示,通过优化得到车架材料分布,如图2.5所示。

  

图2.1 整体结构

  图2.1 整体结构

  

图2.2 车架经验设计结构

  图2.2 车架经验设计结构

  

图2.3 车架Inspire优化设计模型

  图2.3 车架Inspire优化设计模型

  

图2.4 载荷工况

  图2.4 载荷工况

  

图2.5 车架优化结果

  图2.5 车架优化结果

  根据Inspire得到的车架材料分布规律,将计算结果导入CAD软件,同时考虑驾驶室、发动机、油箱等其他部件的布局,进行重新设计,如图2.6图示,新结构车架重量较经验设计轻5.24吨。

  

图2.6 车架新结构

  图2.6 车架新结构

  2.2车架强度校核

  在吊重和打夯工况下,车架受力较小,而转弯工况下车架受力较恶劣,因此车架在转弯工况下的强度和刚度是关注重点。在OptiStruct中对新结构进行转弯工况下的强度和刚度校核:一侧履带架固定,另外一侧履带架约束竖向位移,动力头处施加最大驱动力。向前转弯工况、向后转弯工况计算结果应力、位移分布如图2.7、图2.8所示。

  

图2.7 向前转弯计算结果

  图2.7 向前转弯计算结果

  

图2.8 向后转弯计算结果

  图2.8 向后转弯计算结果

  3 结语

  通过solidThinking Inspire和HyperWorks相关软件结合,完成某大夯能强夯机车架结构设计和校核计算,快速地创建了轻巧、可靠、美观的车架新结构,极大提高了设计效率。



版权所有:智造网 京ICP证100778号 京公网安备110102003025 虚假新闻举报电话:010-88379107