滚筒洗衣机三脚架结构强度CAE分析及研究

格式：pdf
大小：1.48 MB
文档页数：3

提高１２．３％，实现了在降低材料费的情况下，三脚架的强度还加以提高。通过三脚架强度ＣＡＥ仿真分析和结构优化，能够为三脚架结构设计
中提『盐一种基于数字样机的虚拟实验方法，进而缩短研发周期，提高一次设计成功率，降低产Biblioteka 开发成本。１引。 ’
ＣＡＥ完整的英文是ＣｏｍＰＵｔｅｒＡｉｄｅｄ
Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，从字面上讲是计算机辅助工程，其
性分析，并对其未来的工作状态和运行行为进行虚拟运行模拟，及早发现设计缺陷，实现优化设计；在实现创新的同时，提高设计质量，降低研发开发成本，缩短开发周期。ＣＡＥ与ＣＡＤ／ＣＡＭ等软件一起，已经成为支持工程行业和制造企业信息化得主要信息技术之一。日前家电类产品市场竞争日益激烈，产品开发周期的缩短是设计＿人员面临的困难和挑战，而
传统的从产品设训一样机制造一样机试验一产
品再设计一产品批量生产的开发流程，往往很
难满足一个新产品的开发上市，而且有时单凭经
概念很广可以包括工程和制造信息化的所有方ｉ而。ＣＡＥ在产品研发及创新设计 ‘ 中所显示出的无以伦比的优越性，使其成为现代化工业企业在日趋激烈的市场竞争中取胜的重要条件，利用ＣＡＥ软件，可以对工程和产品进行性能与安全的可靠
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
技术
滚筒洗衣机三脚架结构强度ＣＡＥ分析及研究
胡伟
（无锡小天鹅股份有限公司江苏无锡
２１４０２８）
摘要：本文通过采用ＣＡＥ结构分析软件对滚筒洗衣机三脚架的结构进行分析和优ｆｔ设计，优化后的三脚架重量比原始设计减少２１．５％，强度
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅ，ｉｔｔａｋｅｓａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｓｐｉｄｅｒｉｎｔｈｅｆｒｏｎｔｌｏａｄｉｎｇｗａｓｈｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｂｙｕｓｉｎｇＣＡＥｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄｗｅｉｇｈｔｏｆｔｈｅｓｐｉｄｅｒｄｅｃｒｅａｓｅｄｂｙ２１．５％ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ１２．３％ｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｄｅｓｉｇｎ。ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｃｏｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｄａｔ１ｄｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｂｙＣＡＥｏｎｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｐｉｄｅｒ，ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｖｉｒｔｕａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄＯＩｌｄｉｇｉｔａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｆｏｒｔｈｅｓｐｉｄｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｇｎ，ｗｈｉｃｈｍａｋｅｓｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｙｃｌｅｓｈｏｒｔｅｎ，ｔｈｅｆｉｒｓｔｄｅｓｉｇｎｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｃｏｓｔｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣＡＥ；Ｆｒｏｎｔｌｏａｄｉｎｇｗａｓｈｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ；Ｓｐｉｄｅｒ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
关键词：ＣＡＥ；滚筒洗衣机；三脚架；模拟实验
ＴｈｅＣＡＥａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｓｐｉｄｅｒ
ｉｎｔｈｅｆｒｏｎｔｌｏａｄｉｎｇｗａｓｈｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ
ＨＵＷｅｉ
（ＷｕｘｉＬｉｔ：ｔｉｅＳｗａｎＣｏ．，ＬｔｄＷ．ｕｘ２１ｉ４０２８）

大连理工大学科技成果——机械装备结构强度分析与优化设计

大连理工大学科技成果——机械装备结构强度分析与优化设计
大连理工大学科技成果——机械装备结构强度分析
与优化设计
一、产品和技术简介：
采用CAE技术，实现机械装备结构及其部件的强度、刚度、动力特性等力学性能分析。

并可基于结构优化设计方法，实现结构静动态特性的优化设计，减轻结构重量，提高结构刚度和强度，改善结构的动力学性能。

二、应用范围和生产条件：
该技术应用于机械装备、工程机械等主体结构和关键承载构件的强度分析与优化设计。

三、获得的专利等知识情况：
工业装备结构分析国家重点实验室除自主开发结构分析与优化设计软件系统外，还拥有Ansys、Abaqus,MSC-Patran、Hyperworks 等主流商用软件系统和大型计算机、工作站等软硬件设备。

四、规模与投资、成本估算：
无需软硬件投资。

五、提供技术的程度和合作方式：
提供技术咨询、开发。

六、配图：
图结构有限元分析及优化设计案例（高速列车车体、电除尘器支架）
七、产业化程度：产业化阶段。

运用CAE技术进行机械结构的强度分析

运用CAE技术进行机械结构的强度分析随着现代工程技术的不断发展，计算机辅助工程（CAE）技术在机械结构的设计与分析中扮演着重要的角色。

特别是在机械结构的强度分析方面，CAE技术能够提供更加精确和可靠的分析结果，帮助工程师优化设计、提高安全性和降低成本。

本文将介绍运用CAE技术进行机械结构强度分析的基本原理和常见方法。

一、CAE技术概述CAE技术是通过计算机模拟工程系统的行为和性能的一种工程分析方法。

它采用了数值计算方法，通过对结构的数学建模和计算求解，得到结构的力学响应、变形和应力等相关信息。

CAE技术的主要应用领域包括结构分析、热分析、流体分析和振动分析等。

在机械结构的强度分析中，CAE技术通过建立结构的有限元模型，通过求解有限元方程，分析结构在外部载荷作用下的响应和性能。

通过这种方法，工程师能够获得结构的应力分布、变形量以及其他相关参数，从而判断结构在工作条件下的强度和可靠性。

二、CAE技术在机械结构强度分析中的应用1. 有限元建模在进行机械结构的强度分析前，首先需要建立合适的有限元模型。

有限元模型是结构和载荷的数学化表示，它是进行强度分析的基础。

在建立有限元模型时，需要考虑结构的几何形状、材料特性以及约束和载荷条件等因素。

通过将结构划分为若干离散的单元，然后根据其几何形状和边界条件等，将结构划分为三角形单元、四边形单元或其他形状的单元。

有限元建模的精度和适用性对强度分析结果的准确性有着重要的影响。

2. 边界条件和载荷定义在进行机械结构强度分析时，需要定义合适的边界条件和载荷。

边界条件包括结构的约束条件，如支撑点或固定点；载荷包括结构所受到的静载荷、动载荷以及热载荷等。

合理的边界条件和载荷定义对于准确的强度分析结果至关重要。

在定义载荷时，还需要考虑载荷的大小、方向和作用持续时间等因素。

3. 线性静力学分析线性静力学分析是机械结构强度分析的基础。

在进行线性静力学分析时，假设结构的应力-应变关系满足线性弹性，载荷是静载荷，并且结构的变形较小。

滚筒洗衣机箱体振动特性及模态分析_胡效东

【102】第36卷第7期 2014-07(下)
模态之外的前3阶模态，箱体模态振型和模态固有频率如图6所示。
图4 表1 阶数固有频率/Hz
稳态识别图试验模态固有频率 2阶 3阶 4阶 5阶图5 箱体有限元模型
1阶
31.130 53.772 67.590 73.039 80.788
前5阶模态固有频率如表1所示。由实验得到的模态振型图看出随着模态阶次增大，两侧面的振动幅度增大，在第3阶时达到最大，且这一阶的箱体发生扭转变形，在侧板、后盖与上盖连接处变形较明显。在第4阶变形最小，其他阶箱体振型几乎集中在中部，说明箱体壁中部是易发生共振的地方，设计箱体时应注重这部分的刚度和结构的设计。
∑
由上式可知，若知道箱体的传递函数，则可以识别 ϕ lr， ϕ pr ，从而得出箱体的模态参数。
2 箱体实验模态分析
2.1 洗衣机箱体介绍滚筒洗衣机箱体长600mm、宽480mm、高 800mm，箱体实体模型如图1所示。箱体各部件通过焊接组成整体，且表面经过涂装处理。本箱体的材料为Q235-A钢板，厚度为0.8mm，其材料属性为：弹性模量E=2.07×1011Pa，密度ρ=7800kg/m3，泊松比V=0.3。
滚筒洗衣机箱体振动特性及模态分析
Vibration characteristic and modal analysis of the cabinet of drum washing machine 胡效东1，闵迎亚1，刘学亮2，刘宪福1 HU Xiao-dong1，MIN Ying-ya1，LIU Xue-liang2，LIU Xian-fu1
㑇⪙ ゴ㯺Ⱙ ⪌ⶱ㡘
图2
〛㼅
⮈尢⳦⫔㡘 ⮈尢⳦⫔㡘
测试原理图

基于有限元的滚筒洗衣机零部件改进设计

基于有限元的滚筒洗衣机零部件改进设计摘要：将试验模态和有限元模型的模态相结合，对自动滚筒洗衣机零部件进行了动力学分析。

首先，利用 Eingeer软件对机身进行了3D立体建模。

在此基础上，将其输入到 ANSYS软件中，对其进行了网格分析，并建立了其有限元模型。

将理论模型和试验模型进行了对比，得到了很好的结果。

在此基础上，通过对其零部件的固有性能进行了分析，为进一步改进滚筒式洗衣机的零部件振动性能奠定了基础。

关键词：滚筒洗衣机零部件；机箱；模态试验；模态分析；有限元；引言：当前，模态分析主要采用试验与有限元数值模拟的手段，通常通过试验模态分析的结果来修改有限元模型，从而获得更准确地包含结构参数的有限元模型。

本论文采用有限元理论和试验模态相结合的方法，对滚筒式洗衣机零部件进行了全面的模态分析，并根据试验结果，对此种洗衣机机箱的振动模式特征进行了研究，为其结构的改善提供了一定的参考。

1洗衣机机箱的有限元模态分析本论文将有限元方法应用于理论模态分析，其基本思路为：先在Pro/Engineer中构建全自动滚筒洗衣机零件机箱的三维实体模型，然后将其输入到有限元软件 ANSYS中，对其进行单元划分、边界条件设定，最后进行模态计算。

1.1有限元模型的建立在此基础上，利用 Pro/E软件对滚筒式洗衣机零件进行了三维建模。

因为洗衣机的机箱是一种箱式的构件，它的构造中存在着许多的加强筋、凸台和孔洞等，所以在进行机身的3D建模时，既不可能，也不需要将每一个细节都考虑进去。

为此，在建立模型时，对其作了适当的简化，省略了进、排水管道孔和螺栓孔，并将其输入到 ANSYS中进行了数值模拟。

由于在实际工作中，箱体各表面多为弯扭变形，所以使用结点Shell63板－壳单元能较好地模拟箱体各表面的受力与变形情况。

因为在洗衣机机箱的实体模型中，含有大量的圆形孔洞和直角形，所以要在运算速度与运算精度之间取得平衡，需要对网格的数目与单元的形状加以控制：在 Meshtool中，使用sizecontrol命令，来确定机箱的各个不同表面上的单元数目；在 Mesh areas中，采用了自由网格划分，因为自由网格对于单元形状没有限制，而且不需要有特定规则的面或线，这样可以有效地减少了单元数目，最终得到机箱的单元总数为44757个。

下载提示

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

滚筒洗衣机三脚架结构强度CAE分析及研究

合集下载

大连理工大学科技成果——机械装备结构强度分析与优化设计

运用CAE技术进行机械结构的强度分析

滚筒洗衣机箱体振动特性及模态分析_胡效东

基于有限元的滚筒洗衣机零部件改进设计

文档推荐

最新文档