基于SolidWorks的应力分析和运动仿真的研究

    是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统, 是第一个在Windows环境下实现的机械三维CAD软件。它采用非全约束的特征建模技术, 其设计过程全相关,可以在设计的任何阶段对设计进行修改, 同时自动实现与之相关的更新。由于的易学性, 使它在三维造型的软件市场中占有不小的份量。为了方便用户进行二次开发, 还提供了OLE应用程序开发接口API, 用户可以使用它和支持OLE编程的其他开发工具, 如VB, C及VC++等对 进行二次开发, 建立适合用户需要的、专用的功能模块。本文利用Visual C++ 6.0作为开发工具,给出了一个运动仿真实例。

    1 闸瓦片的设计原理

    本文所设计的闸瓦实现了易磨损部位和闸瓦本体的分离,采用连接件对其进行连接, 这样便于更换易磨损件, 从而降低维修成本。在整体设计中充分考虑闸瓦片在应用中的现实条件和要求, 对左闸瓦的受力分析如图1所示。

图1 左闸瓦的受力分析图

    根据对零件的受力要求, 闸瓦在X、Y方向上的合力为零, 力在点O处的合力偶为零, 即满足公式(1) 。

ΣX=0；

ΣY=0；                    (1)

ΣM(O)=0

即

Fx-F2-Fcosα=0； 

Fy-Fsinα=0；                    (2)

Fcosα*160+Fsinα*165=0

式中：力F—通过液压活塞施加到闸瓦片上的力; Fx 和Fy—中间孔对左闸瓦的约束力; F2 —闸瓦对轨道的作用力。将已知的活塞压力代入(2) 式即可求出力Fx、Fy和F2 。经过初步选取闸瓦材料和闸瓦尺寸, 并进行校核计算, 就可得出一个初步的设计方案,利用 软件的三维造型生成左右闸瓦托和闸瓦片的三维设计, 将其组装后作为后面的仿真试件。

    2 开发工具

    2.1 的COSMOSXpress模块

    有限元法是分析工程设计的可靠数学方法, 它将整个系统离散为有限个元素, 并利用能量最低原理与泛函数值定理将其转换成一组线性联立方程组, 处理过程简单明了, 适宜于对线性问题与非线性问题的处理。现代工程设计中, 通常利用有限元分析的原理来进行计算机仿真模拟, 以代替传统的现场测试方法。 中的COSMOSXpress就是根据有限元法, 采用线性静态分析, 在线性假定、弹性假定和静态假定条件下计算零件中的应力。