基于SolidWorks软件的连杆有限元分析与优化设计-图文(精).doc

基于SolidWorks软件的连杆有限元分析与优化设计-图文(精)

第23卷第4期浙江水利水电专科学校学报Vol．23No．42011年12月J．ZhejiangWat．Cons＆Hydr．CollegeDec．2011

基于SolidWorks软件的连杆有限元分析与优化设计

王

莺1,叶

菁

2

(1．浙江水利水电专科学校,浙江杭州310018;2．浙江省天正设计工程有限公司,浙江杭州310012

摘要:CAE(计算机辅助分析已是产品开发中不可或缺的环节．利用CAE的结果,可以更有效地控制产品质量,

降低因修正错误所耗费的成本．通过利用三维CAD软件SolidWorks对连杆建模,并利用SolidWorks提供的COS-MOSXpress工具进行有限元分析,根据设计要求对连杆的结构进行优化,经测试连杆的优化设计是可行的．关键词:SolidWorks;COSMOSXpress;连杆;有限元分析;结构优化中图分类号:TP391．77

文献标志码:A

文章编号:1008－536X(201104-

0051-03FiniteElementAnalysisandOptimizationDesignofConnectingRod

BasedonSolidWorks

WANGYing1,YEJing2

(1．ZhejiangWaterConservancyandHydropowerCollege,Hangzhou310018,China;ZhejiangTitanDesignandEngineeringCO．LTD．,Hangzhou310012,China

Abstract:CAE(computer-aidedanalysisisanintegralpartofproductdevelopment．ByusingofCAE,theproductqualitycanbecontrolledmoreeffectively,whilethecostoferrorcorrectingcanbereduced．Inthispaper,3DmodelingofCon-nectingRodissetupbasedonSolidWork,andfiniteelementanalysisofConnectingRodisalsomadebyusingCOSMOSX-press．Thestructureisoptimizedinordertomeetdesignrequirements,whichisprovedtobefeasiblebytest．Keywords:SolidWorks;COSMOSXpress;connectingrod;finiteelementanalysis;structureoptimization

收稿日期:2011-10-14基金项目:2011年度浙江水利水电专科学校校级科研基金资助

项目(XKY-201105作者简介:王莺(1978－,女,浙江杭州人,讲师．主要从事

CAD/CAM及虚拟产品设计开发的研究工作．

0引言

在过去,一个机械零部件设计完成后,需要加工一个样品来做简单的破坏性检测,觉得可以就去

开模子了．经常等到作品完成后或在开模时,才发现大问题．所以成本高,质量也不一定牢靠．而在软

件应用分析能力大幅提高的今天,

CAE(计算机辅助分析已是产品开发中不可或缺的环节．利用

CAE的结果,可以更有效地控制产品质量,降低因修正错误所耗费的成本

根据图1连杆的尺寸要求,用SolidWorks软件的拉伸、切除、圆角等命令创建连杆的三维模型,见图2．

3

连杆应力分析条件的设置

应力分析条件主要是定义材质、约束、载荷等．3．1

指定零件的材料

我们进入SolidWorks下的COSMOSXpress应力

分析界面,根据设计要求,从数据库中选取连杆的材料为1060铝合金,见图

3．

图3定义材料界面

3．2定义约束和载荷

因为连杆是以双空心圆头来圈连其他零件,所

以先假设固定小圆端(即对小圆这端加约束,约束的面在所有方向都受到约束．点取小圆端轴孔的两

个半圆柱面,表示该处是固定面．而在大圆那端加载荷．点取大圆轴孔的内圆面,表示该处是载荷面,应用力9800N垂直于所选的内圆面,使用统一分布,见图4、图

5．

4连杆有限元分析

在定义了材质、约束和载荷后,就可进行应力

分析．系统会对实体模型进行网格化．实体模型的网格化包含两个基本的阶段过程．在第一阶段中