餐桌稳定性CAE分析报告
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餐桌稳定性CAE分析报告
报告名称: 餐桌结构稳定性分析
委托单位:永昌玻璃实业有限公司
报 告 人: 刘 刚
校 对:
审 核:
日 期: 2009年9月12日
摘 要
采用ANSYS/结构静力学有限元分析程序,对永昌玻璃实业有限公司打样的一款餐桌模
型的稳定性情况进行了仿真计算分析。计算是按三维模型进行的,根据餐桌的使用情况进行
计算。
一:问题的来源和目的
受永昌玻璃实业有限公司的委托,由佛山市英诺工业技术有限公司对打样餐桌的稳定性
情况进行了仿真计算。其目的在于:为客户在设计改进过程中提供必要的理论参考数据。
二:计算模型与计算数据
2.1 实体几何模型
该仿真计算的模型是我司技术人员根据实地测量数据及手绘草图用三维建模软件建立
的,由其生成X_T格式文件后再导入到ANSYS软件中进行分析计算,本次分析过程用到
的整个计算模型如图1所示。
图1 餐桌的三维模型简图
2.2 餐桌的受力情况
在实际使用中,餐桌除了自重之外,还会受到其上搁置饭菜的重量及食客部分体重的影
响。考虑到餐桌的使用安全性,假定一个使用安全标准,即假设在餐桌边缘处施加100kg
的重量,分析其稳定性情况。
2.3 材料数据
餐桌底板使用硬木材料,桌面使用钢化玻璃,玻璃镶边使用不锈钢材料,滑轨使用塑料,
其他构件使用ANSYS程序默认的结构钢,其相关参数见表一。
表一 餐桌使用材料相关参数
材料 硬木 钢化玻璃 不锈钢 结构钢
塑料
密度(kg/mm3) 800 2300 7750 7850
950
杨氏模量(Gpa) 11 187.8 193 200
1.1
泊松比 0.33 0.245 0.31 0.3
0.42
三:计算边界条件
餐桌是放置在地面上的,在计算时可以选择给底板底面施加一固定约束;考虑到餐桌
100kg的安全标准,可以在模型边缘处压痕面施加一集中力。图2为模型的网格划分示意图。
图2 餐桌模型的网格划分示意图
四:计算结果
图3为餐桌模型边缘处在集中力的作用下所产生的总体变形量分布云图,最大变形量
(红色)为8.1942mm;图4为餐桌两侧套板的变形量分布云图,最大变形量为2.5751mm。
图3 餐桌的总体变形量分布云图
图4 餐桌套板的变形量分布云图
五:结论
以下结论,仅限于本次计算所使用的数据。
在不考虑餐桌因加工误差和装配误差所产生的不稳定因素情况下,根据本次计算所得
的结果,在一定程度上可以判断该模型的稳定性较差。
六:改进方案
根据上述模型的计算结果,可知导致该模型稳定性较差的薄弱环节是支撑桌面的梁结
构设计不合理。因此,要提高其稳定性应重点对模型的梁结构进行一定的调整,图5为对梁
结构改进后的模型简图。
图5 改进后的餐桌结构模型简图
改进后的模型按照相同的分析原理进行计算,图6和图7分别为改进后的餐桌的总体
变形量分布云图和套板变形量分布云图,总体变形量(红色)最大值为4.992mm,套板变
形量最大值为0.97539mm。比较改进前的模型计算结果,改进后的餐桌模型的稳定性得到
了很大的提高,表二为模型改进前后的相关数据对比。
图6 改进后的餐桌模型总体变形量分布云图
图7 改进后的餐桌模型套板变形量分布云图
表二 餐桌模型改进前后的数据对比表
总体变形量(mm) 套板变形量(mm) 稳定性
改进前 8.1942 2.5751 差
改进后 4.992 0.97539 较好
七:建议
在实际生产过程中,导致餐桌稳定性差的主要原因还是各种加工误差和装配误差,因
此在优化结构的基础上,应极力保证良好的加工工艺,尽量使用既能满足强度和加工要求又
轻质的材料。