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基于有限元昀濂速器箱傩静力学分析
江苏城市职业学院武进办学点 陈雪菊 殷芬
【摘要］本文基于有限元分析与动态仿真技术，利用ＡＮＳＹＳ软件对减速机箱体进行有限元建模，并对减速机箱体进行了静力学分 析，通过对箱体的等效应力云图和向量位移云图的分析，从静力学的角度为减速机箱体的改进提供了相关的分析数据。
［关键词］有限元分析静力学 减速器箱体 、
减速器作为机器的重要组成部分，主要用于将原动机的运动和动 力传递给工作机，并改变原动机运动的速度和形式、力或力矩的大小与
方向，使之适应各种工作机的需要。本文的主要任务是对减速器箱体进 行静力学分析，从而对减速器箱体进行结构的优化设计提供参考依据。
减速器箱体作为本文研究的对象，由于采用整体铸造结构，其结构形式
较为复杂，同时作为的主要承力部件，其受力情况也较为复杂，难以用 经典力学方法进行求解，所以本文采用了有限元法对减速机箱体进行
静力学分析。 １．减速器箱体数学模型的建立
虽然ＡＮＳＹＳ带有自建模功能，但是这个建模功能非常有限，只能
处理一些相对简单的模型。而本文进行分析的减速箱体结构比较复杂，
ＡＮＳＹＳ自带的建模功能略显不足，所以本文采用Ｐ／ｒｏｅ造型软件三维模 型的建立。
在建立其三维模型的过程中，可以将对应力分布不起主要作用的微
小结构进行简化，本文略去了油杯孔，部分凸台和吊环孔，忽略部分过度
圆角和螺纹孔，然后按照设计图纸在准确尺寸的基础上建立了箱体的
三维模型。最终建立的箱体模型如图１所示。
２．减速器箱体的有限元分析 ２．１ Ｐｒｏ／Ｅ和ＡＮｓＹＳ的接口设计
连接方法：将ＡＮＳＹＳ直接集成在Ｐｒｏ／Ｅ菜单中，并且需要保证上述
两种软件的版本兼容， 的版本不得高于同期的ＡＮＳＹＳ的版本。
依次选择“程序”、“ＡＮＳＹＳ Ｒｅｌｅａｓｅ ９．０”、“Ｕｔｉｌｉｔｉｅｓ”、“Ａｎｓ＿ＡＤＭＩＮ”，打开 ＡＮＳＹＳ管理器，点击“ＯＫ”确定，在配置选项对话框中选择与Ｐｒｏ／Ｅ的连
有限元分析
一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况
200100P20
一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤：
① 定义参数
② 创建几何模型
③ 划分网格 ④ 加载数据
⑤ 求解
⑥ 结果分析
1 定义参数
1.1 指定工程名和分析标题
(1) 启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change
Jobname]对话框。
(2) 在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定
(3) 选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。
(4) 在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。
1.2 定义单位
在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI”
1.3 定义单元类型
(1) 选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。
(2) 单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element
Types]对话框。
(3) 选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。
(4) 返回[Element Types]对话框，如下所示
(5) 单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。
(6) 在[Element behavior]下拉列表中选择[Plane strs w/thk]选项，单击确定。
平面桁架的静力学分析
摘要：本文利用有限元分析软件ANSYS12.0，对杆系结构——平面桁架进行静
力学分析，通过将分析完成后得到的列表数据与解析解相比较确定ANSYS分析软
件的可靠性。
关键词：平面桁架，有限元，ANSYS
1 前言
实际结构都是空间结构，所承受的载荷也是空间的。但是如果结构具有某种
特殊形状，所承受的载荷具有某种特殊的性质，就可以将空间问题转化为杆系结
构问题、平面问题等。这样处理后，计算工作量大大减少，而所得到的结果仍可
满足精度要求。
所谓杆系结构指的是有长度远远大于其他方向尺寸（10：1）的构件组成的
结构，如连续梁、桁架、刚架等。当结构承受不随时间变化的载荷作用时，需要
进行静力学分析，分析其位移、应变、应力等。
2 问题描述及解析解
图1为一平面桁架，长度L=0.1m，各杆横截面面积均为24101mA，力
NP2000，计算各杆的轴向力aF、轴向应力a。
图1 平面桁架
根据静力平衡条件，很容易计算出轴向力aF、轴向应力a，如表1所示。
表1 各杆的轴向力和轴向应力
杆 轴向力aF/N 轴向应力a/MPa
① 1000 100 ② 1000 100 ③ -1414.2 -141.4 ④ 0 0 ⑤ -1414.2 -141.4
3 有限元分析
3.1建模与加载
（1）创建单元类型
GUI：PreProcessor Menu > Element Type > Add/Edit/Delete > Beam > 2D
elastic 3
单击“OK”按钮。
（2）定义单元实常数
GUI：PreProcessor Menu > Element Type > Add/Edit/Delete > Add> OK
在“AREA”文本框中输入1E-4，单击OK。
（3）定义材料属性
GUI：PreProcessor > Material Props > Material models > Structural >
基于ABAQUS的电梯层门静力学有限元分析
摘要 根据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》[1]中7.2项规定了门及其框架的强度；随着经济的发展，电梯也变得越来越重要，电梯事故频发，电梯层门的门机械机构强度也是一个重要的检验项目，关系到特种设备的安全运行。本文针对现场检验中的电梯层门，以Abaqus有限元软件为工具，具体量化其机械结构，建立相关的简化模型并进行网格的划分，基于现场检验提供的数据，设置电梯层门门板的载荷与边界条件，模拟电梯受到静力的物理过程，通过其特定材质厚度的仿真分析，分析特定材质下的门板变形影响情况，为电梯层门门板的设计及检验提供一定的参考。
关键词 曳引电梯；层门门板；检验；强度分析
1 电梯层门机械强度的标准要求
根据GB7588-2003《电梯制造与安装安全规范》7.2.3.1规定层门在锁住位置时，所有层门及其门锁应有这样的机械强度：
（1）用300 N的静力垂直作用于门扇或门框的任何一个面上的任何位置，且均匀地分布在5 cm2的圆形或方形面积上时，应：
①永久变形不大于1 mm；
②弹性变形不大于15 mm；
试验后，门的安全功能不受影响。
（2）用1000 N的静力从层站方向垂直作用于门扇或门框上的任何位置，且均匀地分布在100 cm2的圆形或方形面积上时，应没有影响功能和安全的明显的永久变形[见7.1（最大10 mm的间隙）和7.7.3.1]。
注：对于（1）和（2），为避免损坏层门的表面，用于提供测试力的测试装置的表面可使用软质材料。
2 现场的检验
2.1 电梯基本技术参数
以现场检验电梯为例，进行层门的测量。结合检规规定的测量方法。该电梯产品制造商为某著名电梯公司，产品型号为TE-Evolution，电梯类别为有机房曳引驱动乘客客梯，额定载重量为1000kg，额定速度为1.75m/s，站/层/门为7/7/7。根据现场的测量，记录下层门相关数据，查阅安装资料，确定层门材质及尺寸。
