SolidworksSimulation分析例子——GasValve氣壓閥

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。SolidworksSimulation分析例子GasValve氣壓閥Solidworks Simulation分析例子Gas Valve氣壓閥Solidworks Simulation分析例子Gas Valve氣壓閥1 設計要求：（1）輸入轉速1500rpm。（2）額定輸出壓力5Mpa，最大壓力10Mpa。2 分析零件該氣壓泵裝置中，推桿活塞、凸輪軸和箱體三個零件是主要的受力零件，因此對這三個零件進行結構分析。3 分析目的（1）驗證零件在給定的載荷下靜強度是否滿足要求。（2）分析凸輪軸零件和推桿活塞零

2、件的模態(tài)，在工作過程中避開共振頻率。（3）計算凸輪軸零件的工作壽命。4 分析結果1、推桿活塞零件材料：普通碳鋼。在模型上直接測量得活塞推桿的受力面積S為：162mm2，由F=PS計算得該零件端面的力F為：1620N。所得結果包括：1 靜力計算：（1）應力。如圖1-1所示，由應力云圖可知，最大應力為21Mpa，靜強度設計符合要求。（2）位移。如圖1-2所示，零件變形導致的最大靜位移為2.2e-6m。（3）應變。如圖1-3所示，應變云圖與應力云圖的對應的，二者之間存在一轉換關系。圖1-1 應力云圖 圖1-2 位移云圖 圖1-3 應變云圖 圖1-4 模態(tài)分析2 模態(tài)分析：圖1-4的“列舉模式”對話框

3、中列出了“推桿活塞”零件在工作載荷下，其前三階的模態(tài)的頻率遠遠大于輸入轉速的頻率，因此在啟動及工作過程中，該零件不會發(fā)生共振情況。模態(tài)驗證符合設計要求。2、凸輪軸零件材料：45鋼，屈服強度355MPa。根據(jù)活塞推桿的受力情況，換算至該零件上的扭矩約為10.5N·m。1 靜力分析：如圖1-5所示為“凸輪軸”零件的應力云圖，零件上的最大應力為212Mpa，平均應力約為120MPa，零件的安全系數(shù)約為1.7，符合設計要求。 圖1-5 應力云圖 圖1-6 模態(tài)分析2 模態(tài)分析圖1-6的“列舉模式”對話框中列出了“推桿活塞”零件在工作載荷下的模態(tài)參數(shù)，“模式1”的結果為其自由度內的模態(tài)，不作為

4、校核參考。第二階模態(tài)的頻率遠遠大于輸入轉速的頻率，因此在啟動及工作過程中，該零件不會發(fā)生共振情況。模態(tài)驗證符合設計要求。3、箱體零件按書中尺寸建立模型，零件體積254cm3。材料選用灰鑄鐵，極限應力151.6MPa。對該零件進行靜力分析，結果如圖1-7所示。模型的最大von Mises為16.1MPa,零件的安全系數(shù)約為9.4。圖1-7 箱體應力云圖5 零件改進箱體零件的安全系數(shù)很大，這里通過減小零件的厚度來減小零件的重量。模型中有很大部分的應力很小，同時考慮零件的結構，如鉆螺紋孔，可以去掉部分材料，改進后零件的體積為188cm3。對改進后的模型運行靜力分析，結果如圖1-8所示：最大von Mises為26.1MPa，安全系數(shù)約5.8。圖1-8 改進模型應力云圖6 成本節(jié)約模型原來的體積為254cm3，改進后的模型的體積為188cm3，體積減少了66cm3，每件減少的重量為475g，