装箱翻包机回转架结构数字模拟分析

    2. 2. 1 材料的属性
   
    材料选取低碳结构钢 Q235，该材料的弹性模量 E= 2. 1 × 105GPa，泊 松 比 = 0. 3，屈 服 极 限 σ =235MPa，密度 = 7. 85 × 103kg/ m3。
   
    2. 2. 2 网格的划分
   
    网格越小精度越高，但随着网格的不断细化，应力的增长趋于缓慢，并向某定值靠近，由此可大致确定真实应力的取值。因此，在回转架网格划分时，最好结合局部细化功能并考虑应力集中的影响。由于回转架结构中大量采用方钢管和角钢，其长度、宽度尺寸远远大于厚度的尺寸，所以在网格划分时很多部位必须手动控制单元尺寸，在应力集中处、焊接结构处以及重要的地方使用较密的网格，其 他 地方尽量使用较稀的网格。回转架网格划分结果，共 97778个 节 点，51845个单元，293334个 D. O. F。建立的有限元模型如图3 所示。
   

    2. 2. 3 载荷与约束的处理
   
    载荷和约束施加与工程实际是否吻合直接影响到分析结果的正确性、合理性。在实际工作中，只需分析最不利工况即最大载荷、最大幅度的工况即可。在CosmosWorks 中，载荷与约束直接在几何模型上加载，在求解时自动转换到有限元模型上。由于载荷由 CosmosMotion 中直接传入，不需要额外的调整，而约束是采用"惯性卸载"。"惯性卸载"是将动态问题转化为静态问题求解的一种方法，其含义是：如果物体没有被充分约束，微小的力将使其产生加速度 a，系统将对每一个单元自动应用惯性力 ma 以抵消外部不平衡的力，从而使物体处于平衡静态位置。
   
    3 应力分析结果
   
    应力分析结果表明：结构应力并非对称分布，危险面位于回转架前面，整个结构所受最大 Mises 等效应力为 175MPa，处于回转轴上和轴承连接处，应力分布云图如图 4 所示。图 5 所示是回转架前边线和后边线的结果比较。
   

    通过应力云图，设计者能很方便地找到应力危险区以及结构中刚度薄弱的部位，为进一步改善回转架结构的受力情况、改进结构，减小回转架的重量及减小设计余量提供了理论依据。