装箱翻包机回转架结构数字模拟分析
1 分析方案
1. 1 分析工具的选择
翻包机回转架的数字模拟主要指运动仿真及有限元分析。目前,大型通用有限元分析软件在汽车、航空、机械、材料等许多行业得到了广泛应用,其中最为著名的有:ANSYS、NASTRAN、ABAQUS 以及 HYPERWORKS 等。这些软件虽然功能强大,但都价格不菲,并存在对工程师要求高的缺点。在翻包机回转架的分析中,笔者采用 COSMOS 系列软件,这是因为如下原因。
1)作为装机量最大的有限元分析软件,COSMOS有限元技术易学易用,能够在普通的 PC 机上运行,不需要专业的有限元经验。
2)作为世界上最快的有限元分析软件,COSMOS采用 FFE(Fast finite Element)技术,使复杂耗时的工程分析时间大大缩短。传统的方法在分析装配体时是先把零件拆散,然后一个个分别处理,耗时耗力,又存在计算结果不精确的缺点。COSMOS 提供了多场/ 多组件的复杂装配分析,使得分析能够更好地模拟真实的对象,结果也就更精确。
3)COSMOS 主要功能模块如 CosmosWorks、CosmosMotion 作为标准插件无缝集成在 中。CosmosWorks 提供静力分析、热分析、频率分析、设计优化等功能,能够满足一般的工程分析需要。CosmosMotion 是一个全功能运动仿真软件,它可以对复杂机械系统进行完整的运动学和动力学仿真分析,自动划分系统中的零件运动类型及运动副情况,得到系统中各零、部件的运动情况,包括位移、速度、加速度和作用力及反作用力等。最为重要的是,它还可将零、部件在复杂运动情况下的复杂载荷情况直接输出到 CosmosWorks 等主流有限元分析软件中,以作出正确的强度和结构分析。
1. 2 分析方案的确定
翻包机工况是一个运动反复的过程,属于结构动力学范畴,如果用静力学分析将与真实工况产生较大的误差。所以,在确定分析方案时要综合考虑其运动分析、有限元分析以及疲劳分析等方面的因素。因此,确定其分析方案流程如图1 所示。
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