基于Solidworks的传送小车车体受力分析及优化
【摘要】基于Solidworks的Simulation模块，对自主设计的重载传送小车车架进行应力及安全系数分析，得出车架主应力最大值为59.3MPa，小于其许用应力124MPa；对车架结构进行优化，矩形管截面尺寸由150×100×10优化为150×100×6，可以保证整个车架安全系数高于2.73，符合使用要求；通过分析及优化，验证了重载小车车架的可靠型，使整个车架结构达到最优。
【关键词】Solidworks；Simulation；车架；受力分析；优化
1.引言
随着计算机技术的日益发展，计算机在设计中的作用越发的突出，机构分析仿真的方式已从传统的二维转到了三维参数化实体，运用三维软件进行分析可对机构做出更准确的可行性评估，并且对工程设计能做出更合理更优化的解决方案。本文应用Solidworks对传送小车关键构件进行分析及优化，使设计更合理并降低成本。
2.关键件分析及优化
此传送小车搬运工件为重达1吨的车轴，在4米长的轨道上做往复直线运动，每天工作15小时，平均搬运节拍为1分钟，并且需在车体上做举升动作，所以此小车的车架需有足够的强度来满足其工作流程，而同时又不能一味的加大强度，所以需对主要承重部件作出受力分析及优化，达到合理设计的目的。
2.1 传送小车车架受力分析
根据车体的受力情况，首先选用截面为150×100×10的矩形管，建立模型如图1
按照构件实际受力情况，通过Solidworks中Simulation功能对其进行分析，首先对其底部四个车轮安装座进行固定，然后在两侧的安装座上各加的力，然后在中间支撑板上施加的力，最后在整体上加上车体整体的重力。划分网格后分析得出应力如图2所示。
此构件为普通Q235钢板焊接制成，安全系数取1.895，计算出许用应力为：
对比后发现构件的最大应力为59.3Mpa，根据分析看出此构件的矩形管截面可以变的更小以致结构更合理更经济，此结论也可根据solidworks对其进行的安全系数（图3）分析得出，安全计算得出为5.6。
2.2 传送小车车架结构优化
分析后将截面优化为150×100×6的矩形管，重新建立模型后进行分析，得出安全系数图（图4）如下：
通过优化后的分析结果可以看出安全系数为2.73以上，工件选用壁厚为6的矩形管作为车体的主要受力构件比较合理，此时可以在主要受力部位焊接筋板及加强筋来提高局部强度，这样既能满足工况也节约了材料，降低了整个机构的成本。
3.结论
通过分析得知，使用截面尺寸为150× 100×10的矩形管焊接车架时，整个车架的最大主应力值为59.3Mpa，远小于其许用应力124Mpa，将矩形管截面尺寸优化为150×100×6，分析得知，整个车架的安全系数可达到2.73以上，可以满足使用要求。
通过分析及优化，验证了重载小车车架的可靠型，使整个车架结构达到最优。
参考文献
[1]（美）DS Solidworks?公司.Simulation高级教程[M].机械工业出版社，2011.
[2]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].机械工业出版社，2007.
[3]李廉锟主编.结构力学[M].高等教育出版社，2004
[4]苏翼林主编.材料力学[M].天津大学出版社，2001.
