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三維運動仿真和有限元分析在大型游樂設備設計中的應用 大型游樂設備的安全關系到千家萬戶，深圳華僑城的警鐘猶然在耳，從源頭上消除安全隱患，無疑可以事半功倍。國家特檢院施行大型游樂設備設計審查制度以來，大型游樂設備安全事故明顯減少，然而在審查中也發現，還有很多廠家在設備運動分析和零部件強度計算中人采用手工分析計算，設備運動分析不準確，強度計算不嚴謹。與設備實際運行受力狀況存在較大的差距，給設備安全運行留下安全隱患。三維運動仿真和有限元分析軟件在大型游樂設備設計中的應用可以很好的解決這個問題。首先，三維運動仿真可以準確進行運動分析，其次，將運動分析結果用有限元對零部件的強度進行詳細的分析。 下圖為用三維運動仿真軟件對受恒阻力的擴漲鉗的受力做的運動分析，擴漲鉗的受力曲線如右圖所示，擴漲鉗開口位置為最大受力位置。傳統的運動分析認為擴漲鉗的受力即為阻力，由此可見傳統的運動分析，與實際有較大差距。 下圖擴漲鉗開口加大，其受力在逐漸減小。 現在以某一壓力床機身為例計算說明手工計算和有限元分析計算之間的差距。 手工計算結果：機身上、下橫梁中部的橫截面和立柱橫截面面積最小部位分別如圖2 中的a 、b、c 所示。 計算得：上橫梁在a1—a11處有最大應力40.6MPa , a2—a22應力為27.1MPa 下橫梁在b2—b22處有最大應力45.8MPa , b1—b11處應力為45MPa ; 立柱在整個范圍內為60MPa 。 從上面計算可以看出機身最大應力發生在上下橫梁中間部位和立柱上。其中在上橫梁上部a1—a11 、下橫梁下部b2—b22 、和立柱處為最大拉應力。 在同樣力6300kN 情況下,用有限元計算得到的應力 分布如圖3 所示。 圖中所示各處的應力分別為: σ1 = 132MPa ; σ2 = 110MPa ; σ3 = 120MPa ; σ4 = 163MPa ; σ5 = 140MPa ; σ6 = 140MPa ; σ7 = 90MPa ; σ8 = 140MPa ; σ9 = 130MPa ; σ10 = 30MPa ; 可以看到, 在材料力學計算的最大應力處有限元計算的值也是應力大的點, 但值要大的多。同時還有一些點的應力值比較大, 比如5、6、8 等處 總之，三維運動仿真和有限元分析軟件，可以更接近實際的模擬運動狀態和實際受力狀況。 參考文獻： 胡小偉 黃樹槐 盧懷亮 螺旋壓力機整體機身的設計及優化 | 
發表于 2011-8-20 15:25:47
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發表于 2012-3-14 15:46:35
