基于Creo2.0的带轮有限元分析与优化设计.pdf

《基于Creo2.0的带轮有限元分析与优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械工程师MECHANICALENGINEER基于C陀02．0的带轮有限元分析与优化设计穆永成。曲宝章，李杰，赵振宇(大连交通大学，辽宁大连116028)摘要：介绍了基于Cre02．0对带轮的尺寸参数进行优化设计以降低材料成本的方法。借助Cre020对带轮建立模型．通过Cre020对带轮进行静态有限元分析．使用局部敏感度分析得出影响带轮重量的主要设计参数，利用全局敏感度分析得出主要设计参数对带轮最大应力的影响．生成了带轮静态应力、位移云图．得出了优化后带轮的没计参数，验证了此方法的可行性。关键词：带轮：有限元：优化设计：Cre020中图分类号：TP3917文献标志码：

2、A文章编号：1002—2333(2016)04—0108—02FiniteElementAnalysisandOptimizationDesignofbeltwheelBasedonCre02．0MUYongcheng，QUBaozhang，LIJie，ZHAOZhenyu(DalianJiaotongUniversity，Dalian116028，China)Abstract：ThispaperintroducesCre02．0一basedparametersoptimizationdesignofthesizeofbeltwheelmethodtoreduceth

3、ecostofmaterials．BeltwheelmodelisestablishedtocarryoutstaticfiniteelementanalysisusingCre02．0．Maindesignparametersaffectingthequalityofbeltwheelisobtainedusinglocalsensitivityanalysis．Theglobalsensitivityanalysisisusedtoobtaintheeffectofthemaindesignparametersonthemaximumstress．staticst

4、ressanddisplacementcontoursaregenerated．Optimizationdesignparametersofbeltwheelareobtained．Thefeasibilityofthismethodisverified．Keywords：beltwheel；finiteelementmethod；theoptimizationdesign；Cre02．00引言带传动具有转速平稳、速比变化范围宽、易于操作、结构简单紧凑、重量轻、造价低廉和易于维护等优点，在机械装备上应用比较广泛。因此研究带轮的设计方法就变得十分重要。Cre02．0是一

5、个可伸缩的套件，集成了多个可互操作的应用程序，功能覆盖整个产品开发领域。其中creosimulate模块能进行结构分析、振动分析、设计研究分析等。本文通过Cre02．0软件中的simulate模块，把带轮总重量最轻作为设计目标，优化设计变量，进而减少设计原材料。1带轮的有限元分析J．J带轮的三维建模与载荷分析带轮是传动系统的重要部件，带轮工作时的受力情况应当被着重关注，通过CAXA与Creo对带轮进行二维结构分析简图与三维模型创建，如图l、图2。图1中在loadl处施加的载荷为F=5．59x104N，即X=25000N，y=一50000N。J．2定义材料、约束及载荷1

6、)定义材料。选择功能区中的“材料分配”对话框，选中“STEEL．mtl”材料选项，选择属性对话框，定义拉伸屈服应力345MPa，拉伸极限应力400MPa，失效准则为“最大切应力”，疲劳法则“统一材料法则(UML)”，材料类型“合金钢”，失效强度因子为2。2)定义约束。Cre02．0提供了平面约束、球约束、位移约束以及销钉约束。本文根据带轮的实际工作情况，选择位移约束对轴孔进行约束。3)创建载荷。Cre02．o提供了压力载荷、力／力矩载荷、离心力载荷、重力载荷及承载载荷。本文用“力／力矩”的载荷类型在“力／力矩”对话框中输入x=25000N，王，=～50000N。J．3

7、静态有限元分析1)根据已有的设计经验将栅格数的上限设置为10，然后运行Cre02．0软件，计算完成后查看有限元计算结果，见图3、图4。通过带轮应力与位移云图显示最大应力值为272．299MPa，最大位移量为0．12385mm，可见带轮在承受最大极限载荷的情况下，应力最大值区域内带轮的损坏率最高。2带轮的优化设计2．，带轮的灵敏度分析1)带轮的局部灵敏度分析。将带轮孔径d。、d，作为设108l2016年第4期网址．www．jxgcs．com电邮hrbengineer@163．com机械工程师———————’———————————，，'_一警—‘-__?