基于

solidworks

的槽钢构件有限元分析、优化设计及其发展趋势

[

摘要

]

：

槽钢作为焊接承重架最为重要的部件

,

其有限元分析是一个非常有意义的研究领

域。用

Solidworks

和有限元对微硬盘悬臂梁进行了建模、模态分析

,

利用理论分析和软件仿

真相结合的方式对

4. 57 cm

微硬盘悬臂梁进行振动模态分析

,

通过对各阶固有频率下的振型

的计算

,

找出微硬盘悬臂梁中的具有整体弯曲和大摆动的频率点

,

在进行结构设计和控制方

面要避免这些频率点

,

从而提高微硬盘悬臂梁的整体性能。本文以

63

＃槽钢为载体

,

利用

solidworks

建立曲轴的三维模型

,

并导入

cosmos/works

有限元分析软件

,

计算分析了槽钢

的的力学性能

,

得到槽钢在极限载荷下的载荷分布情况

,

为槽钢焊接构架的优化设计提供

了科学依据。

关键词：

solidworks

软件

；

槽钢焊件载荷及受力分析

；

建模

；

优化设计及展望

引言：

随着对槽钢焊接件小巧型和可靠性的要求不断提高

,

槽钢焊件在保证占最小空间的

前提下对强度要求的问题变得十分重要。本文通过

SolidWorks

软件举例建立了槽钢焊件的

承载的几何模型

,

通过

SolidWorks

软件中的有限元分析插件

COSMOS/Works

分析了槽钢的

力学性能

,

得出了该槽钢架的载荷分布情况

,

为槽钢焊架的优化设计提供重要的科学依据。

目前

,

市场上流行很多三维设计软件

,

如

Pro

/E

、

UG

、

CAXA

、

SolidWorks

等

,

这些三维设计软

件都具有强大的实体建模、参数化特征造型、曲面造型和大型装配处理等功能

,

它们被广泛

用于机械、

汽车、

航空等领域。

机械产品的设计开发

,

往往会涉及到许多标准零件

,

如果每一

个标准零件在使用的时候都要重新开始绘图、

建模

,

势必将浪费很多宝贵的时间

,

如果设计人

员能从

CAD

系统的标准件库中获得满足设计要求的标准件

,

则可大大减少重复劳动

,

提高设计

效率。由于大部分三维软件普遍存在一个缺陷

,

缺少标准零件库

,

为此

,

有必要对三维软件进

行二次开发

,

建立标准零件库

,

以方便用户使用。

本文以三维

CAD

软件

SolidWorks

为平台

,

对于

机械零件库的建立方法和关键技术进行了讨论

,

达到缩短机械产品设计时间

,

减少工程设计

人员工作强度

,

提高设计质量的目的。

一，

solidworks

软件介绍

SolidWorks

软件是一个非常优秀的三维设计软件，包括了零件设计、钣金设计、二维

工程图自动生成、有限元分析、装配模拟、仿真、加工和装配等功能，而且集成和兼容了

Windows

系统的卓越功能。其三维实体建模系统具有易教、易学、

易用的特点，参数化特征

造型技术定义清晰。

ANSYS

软件是融结构、热、流体、电介绍、磁、声学于一体的大型通用

有限元分析软件，该软件能浮动运用于

PC

机、

NT

工作站、

UNIX

工作站、巨型机等各类计

算机及操作系统，

数据文件在其所有的产品系列和工作站上都兼容。

同时，

其多物理场耦合

的功能，允许在同一模型上进行各式各样的耦合运算。

SolidWorks

也是一套基于

W indows

的

CAD /CAE /CAM /PDM

桌面集成系统

,

是美国

Solid Works

公司在总结和继承了大型机械

CAD

软件的基础上

,

在

Windows

环境下实现的第一个机械三维

CAD

软件。它全面采用非全约束的特

征建模技术

,

其设计过程全相关性

,

可以在设计过程的任何阶段修改设计。

该软件具有产品配

置功能

,

可以为用户设计不同构性的产品。

它集成了设计、

分析、

加工和数据管理过程

,

所获

得的分析和加工模拟结果成为产品模型的属性

,

它将

2D

造型绘图与

3D

造型技术融为一体

,

能

自动生成零件尺寸、材料明细表

(BOM)

、具有指引线的零部件编号等技术资料

,

从而简化了

工程图样的生成过程。同时有中英文两种界面可以选择

,

其先进的特征树结构使操作更加简

便和直观。具有交好的开发性接口和功能扩充性。能轻松实现各种

CAD

软件之间的数据转换

传送。

该软件具有以下

3

个方面的特点：

一是强大而广泛的分析功能，

可广泛运用于多物理

场及多场相互耦合的线性、

非线性问题；

二是一体化的技术处理，

主要包含几何模型的建立、

自动划分网格、加载、求解、后处理、优化设计等许多功能及实用工具；三是丰富的产品系

列和完善的开放体系，

不同的产品配套可应用于各种工业领域，

如航空、

船舶、

军工、

机械、