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夹持式电刷结构设计及有限元分析流程

5年前浏览4272

                               夹持式电刷结构设计及有限元分析流程

1问题概述

本电刷疲劳分析报告的目的是证明电刷在正常工作条件下,电刷的应力情况。

此次分析采用国际上通用的ANSYS程序,该程序是全世界广泛应用的结构力学通用有限元计算程序,得到客户的认可。

2材料说明及工作原理

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材质说明:

(1)3、5、7为H70(黄铜);

(2)6为PEEK;

(3)2为45号钢;

(4)8为T2纯铜;

(5)9为不锈钢弹簧钢板。

工作原理说明:

(1)4号电刷固定在3、5件上,中间加持15mm 厚的H90直径为750mm的圆铜板转动;

(2)4号件再工作过程中,由于下面固定的弹簧钢板的作用,可以发生弹性变形。设定单测压缩量为1.5mm;

(3)6号件起到减少电刷磨损的作用;

(4)3、4、5、7为一体件,可以沿着2号件做微量补偿;

(5)8、9件二者视为绑定接触即Bond连接,不存在相对滑动。

3电刷单片载荷工况与边界条件

3.1电刷单片模型疲劳分析

因模型具有对称性且减少计算量,所以采取二分之一模型进行分析。采用四面体单元进行离散,将模型网格设置大小为0.0002m,共划分为95904个节点,61145个单元。如图1、2所示。

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图1电刷二分之一单片模型

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图2网格划分图

3.2静力分析边界条件

按照电刷实际固定状态,电刷下端部约束所有自由度。由于结构具有对称特征,为减少计算量,取模型的1/2进行分析,对称面施加对称约束。设置上部板材与弹簧片接触,摩擦系数为0.1。如图3、4、5所示。

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图3模型表面竖直方向向下1.5mm位移载荷

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图4模型下端面约束所有自由度

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图5对称面施加对称约束

4 电刷单片有限元仿真结果及分析

4.1.静力分析结果

如图6所示,提取模型应力分布云图,最大应力出现在弹簧片与底端接触的位置,最大应力值为97.7MPa。弹簧片最大应力值为44.9MPa,底部钢板最大应力值为97.7MPa。通过应力分布云图看出,底部钢板承受较多的应力。

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图6模型应力分布云图

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图7模型弹簧片应力分布云图

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图8模型底部钢板应力分布云图

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首次发布时间:2019-05-28
最近编辑:5年前
晋韵唐风
硕士 | 讲师 建模不再是一个人的修行!
获赞 18粉丝 90文章 3课程 1
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1条评论
燕园之交
签名征集中
5年前
楼主可以分享一下整体的装配结构吗
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