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小型挖掘机零部件建模

  根据二维图纸,在对实物进行测绘的基础上,我们在软件中建立了小型挖掘机零部件的三维实体模型。小型挖掘机的很多零部件结构复杂,若将所有的细节表现出来工作量是非常巨大的,并且导入的前处理环节,在后面的网格划分和计算求解过程中将会导致网格太细太多、计算规模太大而使分析计算过程无法进行,甚至根本就无法划分网格。

  以型小型挖掘机机体为例,它是一个经铸造和机加工之后得到的箱体式零件,其结构非常复杂,在机体的外部分布有各种加强筋、工艺凸台、固定机体本身和各种辅助设备的螺栓孔,还有冷却水进入机体内部的通道;在机体内部有相当大的空间,分布有各种各种隔板、加强筋、油道孔,还有水套和为挺柱、推杆预留的空腔。
小型挖掘机零部件建模
  所以在建立实体模型时,需要对必要的地方进行简化,主要遵循以下几个原则:

  1.忽略一些结构。理论上来说,机体的三维模型应当与实际的结构一模一样,这样才能得到最准确的应力、应变分布情况,但考虑到机体某些结构对静力分析的结果影响不大,同时考虑到计算机的计算能力,所以对机体上一些不起主要作用的铸造圆角和过渡弧,润滑油的通道油道孔,一些比较小的、次要的孔和螺栓孔予以忽略。这样既能保证分析结果的准确和合理,又能将计算量控制在计算机的计算能力之内。

  2.简化一些局部结构的细节。与(中的思想一致,但是有一些结构是不可以忽略的,只能对其细节进行简化。比如螺栓孔,紅盖螺栓孔和主轴承螺栓孔都是带有螺纹的圆柱锥头孔,但在实际建模过程中是用圆柱孔来代替的,忽略螺纹和锥头,否则就会影响有限元网格的生成和计算;再比如主轴承盖,它和机体是通过螺栓联接在一起的,两者接触面上有接触应力,建模时将其视为一体,对非线性的接触问题不予考虑,这也是为了简化计算。此外,在加强筋的一端与机体的相交处,存在比较尖锐的过渡,在这些地方添加圆角,避免网格过细而引起应力集中。
小型挖掘机零部件建模
  3.有一些重要结构是不能简化而必须予以保留的,比如机体的水套,它是机体内冷却水流动的空间,对机体的强度刚度有重要影响,不能忽略;再比如凸轮轴室和挺柱推杆室,这同样是非常重要的结构,不能忽略。机体内部各个曲拐室之间的隔板和主轴承螺栓搭子等结构,也不能忽略。


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