【基于惯性释放法的摆臂静力学分析案例4900字】

基于惯性释放法的摆臂静力学分析案例基于惯性释放法的摆臂静力学分析案例 11.1惯性释放法原理 11.2下摆臂三维模型的建立 21.3几何模型清理及特征简化 31.4模型网格划分及质量检查 41.5施加模型载荷 51.6下摆臂静力学分析 7 Md+Kd=P其中M为结构矩阵，K为刚度矩阵，d为结构节点的加速度，d为结构节点位移，P为结构所受外载应用惯性释放法进行结构分析时，首先根据刚体运动学确定各个结构的节点在外载荷作用下的加速度d,加速度ä和质量阵M的乘积即为构造将外载荷与惯性力同时施加到自由结构上，代入式2-2即可求解各节点位移。该节点的6个自由度，由于惯性力已经释放，虚支撑不会受到约束反力，对结构形地区域，如果虚支撑处的约束反力接近于0则证明虚支撑选用较为合理。套筒、上下板(分析区域)以及球销底座。下摆臂建模主要对上下板结构进行设在结构建模的初始阶段需要确定下摆臂的结构参数，如表2-1所示。由于零像等操作即可创建三维模型，下摆臂三维模型如图2-1所示。参数臂宽(mm)臂厚(mm)衬套套管直径数值1.3几何模型清理及特征简化在工程实际中复杂结构一般需要通过CAD软件的几何建模功能创建，再导入Hypermesh软件中建立网格模型。在导入的过程中模型部分特征可能会丢失，在Hypermesh中边界的拓扑关系分为四种：自由边(红色)、共享压缩边(蓝色)、T型边(黄色)。自由边仅属于某一曲面，代表着此曲面并未与其他曲面相连接，在几何清理过程中需要对自由边进行修复，使之成为共享边；线区域可以通过压缩不必要的边界将许多小曲面组合成较大的逻辑上可划分的几何模型清理需要消除模型拓扑关系中的自由边，保证曲面之间的连续性。实体结构的网格划分方法一般可分为抽取中面进行二维网格划分和生成三度较高的六面体实体单元进行划分，网格单元大小设置为3mm。维网格，避免自动生成六面体单元导致孔的变形，下摆臂网格模型如下图2-3所报错。对于三维单元质量检查的选用雅可比、扭曲等质量指标，具体标准如表用钢。具体材料属性如表2-3所示：泊松比密度/t●mm³图2-4下摆臂前点RBE2单元图2-5下摆臂后点RBE2单元图2-6下摆臂外点RBE2单元TurnBraking(右转制动工况)及ForwardBraking(前行制动工况)作为分析工输出下摆臂前点，后点及外点处的载荷，如表2-4所示。下摆臂载荷方向建立在工况连接点前点后点外点000前点后点外点000前点后点外点000在Analysis面板中打开Loadsteps选项，分别选择相应的载荷进行创建，将分析类型设置为线性静力学分析(LinearStatic)。将创建完成的有限元模型导入可以生成Optistruct的求解文件，导入计算后得到结果文件，用Hyperview打开(1)最大上跳工况图2-4和2-5为下摆臂在最大上跳工况下的应力图和位移图。由应力云图可以看出该工况下下摆臂最大应力出现在衬套与上板下板的连接处，下摆臂的最大应力值为21.56Mpa。由于间隙采用刚性单元连接，连接处(2)右转制动工况图2-6和2-7为下摆臂在右转制动工况下的应力图和位移图。(3)前行制动工况图2-8和2-9为下摆臂在前行制动工况下的应力图和位移图。前行制动工况为最大纵向力工况，该工况下的最大应力为16.07Mpa,最大找载荷在上下板区域的传力路径，减少上下板区域的材RBE2刚性单元删去。将处理后的模型导入Optistruct求解器中计算前十阶模态，得到各阶固有频率如表2-4所示，各阶振型如图2-10到2-15所示。表2-4下摆臂固有频率固有频率(Hz)刚体模态7弯曲89弯曲弯曲+扭转弯曲+扭转