基于有限元分析的鎖緊支架結構優化設計

劉金標

(宜昌測試技術研究所，湖北 宜昌 443003)

?

基于有限元分析的鎖緊支架結構優化設計

劉金標

(宜昌測試技術研究所，湖北 宜昌 443003)

首先使用Pro/E軟件建立了鎖緊支架的三維模型，然后應用集成于Pro/E內的ANSYS Workbench軟件對鎖緊支架進行有限元分析，并根據分析結果對結構進行改進和優化，對材料進行重新選定，以達到設計要求。最后用實例證明，鎖緊支架的強度、剛度和質量滿足要求，既縮短了研發周期，又降低了制造成本。

鎖緊支架；結構優化；有限元分析；強度

鎖緊支架是某水下設備中極為重要的零件，安裝在支撐殼體內，通過安裝在其上的液壓缸活塞桿的伸出，鎖緊固定蓋板，實現蓋板與支撐殼體之間的水密。由于鎖緊支架位于水下設備的上方，其質量大小對設備的姿態穩定性影響很大，故其在滿足足夠的強度和剛度[1]要求的同時，質量應盡可能小。由于鎖緊支架受力復雜，結構形狀不規則，故理論計算存在很大的難度，為節約成本和縮短研發周期，本文采用Pro/E進行三維建模，利用集成其內的ANSYS Workbench[2]對鎖緊支架進行有限元分析，并不斷優化，直至設計出合格的產品。

1 鎖緊支架的結構設計

鎖緊支架結構形狀不規則，質量要求苛刻，主要存在如下特征：與支撐殼體相連的安裝面，液壓缸的安裝面以及液壓缸活塞桿導向槽。設計導向槽的目的是為了防止活塞桿在伸出過程中發生轉動。鎖緊支架在支撐殼體上的裝配示意圖如圖1所示，鎖緊支架結構示意圖如圖2所示?！?br>