MeshFree|零部件设备的有限元分析

1 背景

实验室某仪器需定期跟换某重量部件，故而设计此跟换装置，为防止其结构出现问题，特用最新有限元软件midas MeshFree进行分析。

2 midas MeshFree分析

整体受力集中在承重的（类似于簸箕）的前端，为了防止出现车子整体侧翻以及局部因应力集中而产生断裂。在保障安全工作的情况下，需要对车的结构进行分析，以达到预期的效果。

2.1工况的施加

如图1所示，模型包括147个体，共创建286个接触对。如图2在midas MeshFree中选用最大值的网格进行划分，在下平板底面施加全约束（如图3），在承载重物的地方施加2KN的均布载荷（如图4）。模型所添加材料属性如表2-1

表2-1 模型中所添加材料属性

图1.接触对的设置图2.模型网格的选定

图3.底板约束的设置

图4.载荷的施加

2.2变形分析

如图5，最大变形出现在施加重物的位置，最大变形为0.4mm,变形比较小，图5为表现效果放大比例后的效果图。

2.3强度分析

如图6.整体等效应力以及图7.局部等效应力放大图，最大等效应力出现在支撑重物托盘的尾部、前边柱腿处，最大等效应力为44Mpa,远小于45号钢的屈服强度355Mpa,综合2.2、2.3所述结构在承受2KN的情况下结构可靠。

图5.整体 位移图图6.整体等效应力图图7.局部等效应力放大图

2.4 整体机构的疲劳分析

如图8.设置全周期的载荷函数，预定循环次数为1e9。从分析结果来看在外载达到疲劳极限的时候，可以作用的预期的次数。验证了模型的寿命，增加了模型的可行性。图8.整体结构疲劳分析

2.5 整体机构的模态分析

涉及到小车的速度设置，考虑到对小车关键部件（承重部分）的影响，通过模态分析得出结构的固有频率以及振型图，来避免共振，起到对结构的保护。

表4-1质量弹簧模型中的固有频率

如图9（a）显示，第7阶固有频率为59.87Hz，主要振动形式为机架上部沿车运动方向的振动。如图9（b）显示，第8阶固有频率为72.47Hz，主要振动形式为机架上部左右的振动。如图9（c）显示，第9阶固有频率为79.32Hz，主要振动形式整体结构前后的倾覆。如图9（d）显示，第10阶固有频率为91.34Hz，主要振动形式为机架上部的扭曲振动。

以上4阶为关键模态，在实际速度的设置以及现场实施的情况中应避免这四阶固有频率，以免对结构造成损害以及引发的安全事故。

图9.整体结构模态分析

小结：

      midas MeshFree易上手，易操作，适合工程领域。接触对自动搜索完成堪称完美，当然可以根据自实际情况进行更改，网格的选取格外美丽！省时省力！计算结果给满分！

在此感谢 UP主：奋斗人生 提供此文