CAE在桁架刚性及强度分析中的解决方案

2017-01-05 by:CAE仿真在线来源:互联网

桁架的结构强度是机械行业在可靠性设计中所关心的最基本的问题,通过CAE仿真指出减压塔桁架刚性分析和强度分析等,为进一步改进结构设计提供了理论依据,为机械行业在提高可靠性、降低产品的损坏率、压缩成本方面起到了显著的作用。

产品问题概述:

客户原始模型受载后的应力及变形是否满足使用要求?我司通过CAE仿真分析发现,原始模型在该载荷的作用下,结构发生屈服,工作应力不在安全范围内,故需要优化模型。

我司通过CAE仿真技术就如何改善给出了建设性的建议,加强主梁两端的腹压杆的结构强度(增加两端腹压杆的厚度),并对改进后的模型进行仿真分析。另外为了让使用时安全系数更高,我们在优化模型的基础上考虑腐蚀(主梁除节点板外均匀减少厚度1mm)。

原图模型(如下图所示):

解决方案

将应力偏高的主梁两端腹压杆的厚度增加到10mm,加强腹压杆结构强度。

计算结果

结论

原设计在64T工况下,桁架构件最大应力为21.4kgf/mm^2,约合210.3Mpa,大于材料屈服强度111Mpa(400 ˚C),结构发生屈服,需要该部位加强结构强度。

优化设计后,腹压杆的应力明显降低,结构最大应力转移到最边上的腹拉杆焊接点处,其应力最大值为82.19Mpa, 小于材料许用强度。梁的挠度稍有减少,为8.06mm<10mm,满足使用需求。

当主梁除节点板外均匀减少厚度1mm后(考虑腐蚀),在64T载荷条件下,梁最大工作应力小于但接近许用强度,变形量在使用安全范围内。

使用软件

Hypermesh,Abaqus/standard

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