（毕业设计全套）高空作业车的转台结构设计及有限元分析（打包下载）㊣精品文档值得下载

（毕业设计全套）高空作业车的转台结构设计及有限元分析（打包下载）

软件主要包括三个部分前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型分析计算模块包括结构分析可进行线性分析非线性分析和高度非线性分析流体动力学分析电磁场分析声场分析压电分析以及多物理场的祸合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示梯度显示矢量显示粒子流迹显示立体切片显示透明及半透明显示可看到结构内部等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表曲线形式显示或输出。软件提供了种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如等。启动，进入欢迎画面以后，程序停留在开始平台。从开始平台主菜单可以进入各处理模块通用前处理模块，求解模块，通用后处理模块，时间历程后处理模块。用户手册的全部内容都可以联机查阅。二前处理模块双击实用菜单中的“，进入块主要有两部分内容实体建模和网格划分。．实体建模程序提供了两种实体建模方法的前处理模块。这个模型有自顶向下和自底向上。自顶向下进行实体建模时，用户定义个模型的最高级图元，如球棱柱，称为基元，程序则自动定义相关的面线及关键点。用户利用这些高级图元直接构造几何模型，如二维的圆和矩形以及三维的块球锥和柱体等。无论使用自顶向下还是自底向上方法建模，用户均能使用布尔运算来组合数据集，从而“雕塑出”个实体模型。程序提供了完整的布尔运算，诸如相加相减相交分割粘结和重叠。在创建复杂实体模型时，对线面体基元的布尔操作能减少相当可观的建模工作量。程序还提供了拖拉延伸旋转移动延伸和拷贝实体模型图元的功能。附加的功能还包括圆弧构造切线构造通过拖拉与旋转生成面和体线与面的自动相交运算自动倒角生成用于网格划分的硬点的建立移动拷贝和删除。自底向上进行实体建模时，用户从最低级的图元向上构造模型，即用户首先定义关键点，然后依次是相关的线面体。．网格划分程序提供了使用便捷高质量的对模型进行网格划分的功能。包括四种网格划分方法延伸划分映像划分自由划分和自适应划分。延伸网格划分可将个二维网格延伸成个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，用户指示程序自动地生成有限元网格，分析估计网格的离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析计算估计网格的离散误差，直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。三求解模块前处理阶段完成建模以后，用户可以在求解阶段获得分析结果。点击快捷工具区的将前处理模块生成的模型存盘，退出，点击实用菜单项中的，进入分析求解模块。在该阶段，用户可以定义分析类型分析选项载荷数据和载荷步选项，然后开始有限元求解。软件提供的分析类型如下.结构静力分析用来求解外载荷引起的位移应力和力。静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性蠕变膨胀大变形大应变及接触分析。.结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。可进行的结构动力学分析类型包括瞬态动力学分析模态分析谐波响应分析及随机振动响应分析。.结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性几何非线性和单元非线性三种。.动力学分析程序可以分析大型三维柔体运动。当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力应变和变形。.还具有热电磁场流体动力学声场和压电等强大的分析功能。四后处理模块和软件的后处理过程包括两个部分通用后处理模块和时间历程后处理模块。通过友好的用户界面，可以很容易获得求解过程的计算结果并对其进行显示。这些结果可能包括位移温度应力应变速度及热流等，输出形式可以有图形显示和数据列表两种。五有限元法进行工程分析的般过程分析过程中包含三个主要步骤.创建有限元模型创建或读入几何模型定义材料属性划分网格节点及单元。.施加载荷并求解施加载荷及载荷选项设定约束条件。求解。.查看结果查看分析结果。检验结果分析是否正确。用有限元法进行工程分析的般过程如图所示图有限元法进行工程分析的般过程六软件的质量认证软件是第个通过质量认证的大型分析设计类软件，是美国机械工程师协会美国核安全局及近二十种专业技术协会认证的标准分析软件。在国内第个通过了中国压力容器标准化技术委员会认证并在国务院十七个部委推广使用。.转台结构的有限元分析转台结构的设计在前章以及设计过，为了看设计的结构是否符合要求以及强度能达到工作的要求，就必须采用有限元进行分析，在此特使用分析软件进行分析,首先说明本图形的建模没有在中进行，而是在中，然后通过格式转化后转入到的界面中对所设计的图形实体进行的分析，具体分析过程如下方案实体建模采用的是建模然后从系统中传入实体模型。提供了强大的与其它系统的接口。用户可以在其它系统中创建有限元模型，然后再把它传入到中进行分析。利用本身的实体建模功能建立实体模型很不方便，特别是对结构较复杂的实体模型，坐标系和工作面需频繁转换，建模难度很大。但可与多种软件集成并有接口，利用提供的数据接口，可精确地将系统下生成的几何数据传入中，并对其求解。由于作业臂结构较复杂，因此，本课题采用在中建立实体模型，然后通过格式导入，其优点是用文件转换方便，而且般不会有转换问题。在实际导入过程中，通过模型检查，也未发现有错误信息。计算模型单元选取对个结构建立模型，特别是对于个复杂结构来说，肯定有许多种建模方案，因此要合理选择方案，使之既要满足精度要求，又要节省资源，降低工作量，也是应用有限元法的主要研究课题之。在此也有两种方法第种方法选用实体单元建立有限元模型第二种方法选用板壳单元建立有限元模型。对于方法来说，因为强大的建模功能，运用实体单元建模,可以很直观的反映实际生产中的转台结构，而且，又由于强大的后处理功能，其建立的模型，经过网格划分和软件的分析计算，可以直观的显示转台结构受载后变形云图和应力云图等。然而，利用实体单元来建立模型，进行网格化和有限元计算需要占用计算机很大的内存等资源，要求高性能的计算机资源。对于方法二来说，因为采用板壳单元的方法建立模型，用平面来描述实体模型，占用相对较少的计算机内存，从而大大减少了有限元计算对计算机资源的消耗，因而可以在相同的计算机资源的基础上，可以将模型网格划分更细致和建立能够反映尽量贴近实际工程中的转台结构即可以执行更加少的模型简化操作，因而可以得到更加精确的结果。然而，同样由于用平面来描述实体模型，而导致所建立模型的直观性较差，不能形象地反映分析结果。所以在本次分析过程采用了第种方法进行分析结构简化实践证明，对于个复杂结构在不影响计算精度的前提下，做些适当的简化工作是必要的。则可以减少许多繁琐的工作，大大减少工作量二则可以通过忽略些由于工艺上的细小结构和无关紧要的小细节，可以使得有限元模型网格化时可以生成质量比较好的网格，从而可以使得有限元软件计算结果更准确三则可以充分利用有限的计算机资源，着重在关键部位进行计算和分析。对于转台这样的结构，基本上是按照自然结构形状进行的。本文在结构简化时考虑以下几条原则.不考虑钢板焊接应力及焊缝型式的影响。.忽略两高墙板左上角的圆角，代之以直线形式。因为考虑到此处的实际应力值比较小，采用直线的形式可以改善网格的质量。实际结果证明也是如此。.对于变幅油缸的铰支座处，仍旧采用板壳单元。尽管支座宽厚之比不太大，不太满足板壳元的条件，然而由于此处受力情况不太复杂，而且对此处加强，在技术上和工程上都是非常容易的，再者依据圣维南原理，此处计算产生的误差不会影响到转台结构的整体分析结果。.略去铰支座处的对铰支座起加强作用的加劲肋。因为这些细小部件将使模型有限元网格的划分变得极其困难，造成大量的形状失效单元，甚至可能导致无法正常计算。.忽略结构中细节部分如倒角圆角以及由于构造等原因而需要开的小孔之类。在下图显示的是转台结构的实体模型图由本图可以看出以下特点实体采用的是前后高强板，前后加上加强筋来加强强度的设计，在转台的左右加薄板进行加强的，而底版则采用的是大型圆盘形结构。前后加强板以及加强筋之间采用的是刚性连接。在此进行分析时不考虑焊接的应力影响。图转台结构的模型图有限元模型单元选取单元选取按照软件提供的单元库，结合高空作业小车转台结构的特点，力求准确反映原结构力学特性的原则.由于转台结构主要是由大型钢板焊接而成，故选用单元库中实体模型的单元。网格划分有限元分析中经常遇到的问题是单元网格应划分如何细致才能获得合理的结果.这个问题到目前为止并没有个确定的答案，不过可以利用以下方法来测定是否当前的网格划分可以认为是合理的利用自适应网格划分产生可满足能量误差估计准则的网格与先前独立得到的试验结果或已知解析解进行对比，对已知和算得结果偏差过大的地方进行网格细化执行个自认为是合理的网格划分的初始分析，再在危险区域利用两倍多的网格重新分析并比较两者的结果。如果这两者给出的结果几乎相同，则网格是足够的。如果产生了显著不同的结果，应该继续细化网格直到随后的划分获得了近似相等的结果。另外，网格划分密度尺度很重要，假如网格过于粗糙，那么结果可能包含严重的错误如果网格过于细致，将花费过多的计算时间，浪费计算资源，使模型占的计算机内存过大至于不能在计算机上运行。图转台的单元分析加载和约束材料参数弹性模量为泊松比.材料密度重力加速度加载和约束加载方式为采用集中力的方式加载。转台手到下臂传来的集中力和伸缩油缸的集中力的作用在转台的方向加以约束来对转台进行加载和约束。由于采用的外部载荷主要是针对的半圆上受到的集中力如若想要得到半圆上的均匀受力则必须进行定的计算由于点和点的半圆面积是不样的，在此进行计算转台的工况受力要求受力方向点受力点受力受外力方向受力约束和加载的图分别如下图转台加约束和受加载图查看应力变化及变形图转台的变形图图转台的应力图根据应力变云形图可知根据计算结果，由图和可知，转台结构的最大变形在转台结构的尾部，大小为.最大应力值为.，发生在转台尾部的与伸缩油缸的连接部位转台结构形状突变处的局部应力值较高，其余部位为不大。对转台应力最大部位结构进行分析，可以发现，导致应力过大的原因是该部位结构有形状突变，由此导致应力集中的产生。从整体的设计来看本次设计的转台的结构在强度上还是符合要求的应力值和变形均很小所以本次所采用的设计是符合要求的。方案二所采用的方案二在有限元中的分析和方案是样的。结构模型图首先也是采用的单元选取,和方案样采用的是的格式,然后进行了网格的化分,再进行加载分析结果。约束和加载的图分别如下图转台加约束和受加载图查看应力变化及变形图图转台的变形图图转台的应力变化图根据应力变云形图可知根据计算结果，由图和可知，转台结构的最大变形在转台结构的尾部，大小为.最大应力值为.，发生在转台尾部的与伸缩油缸的连接部位转台结构形状突变处的局部应