支座的有限元分析
汽车塑料踏板支座的有限元分析
会 大量 减轻 汽 车的 质量 塑料 踏板 支 座 早在 Ｒ ｖｒ ｏｅ ７ ５上 就开始 大批 量使 用 了 ． 质量 只 有钢 铁支 座 的 其 ｌ ／ ３ 目前 ． 国外汽 车塑 料踏板 系统 的开 发技 术 已 经 相 当成熟 ． 而我 国在这方 面几乎 是空 白。 因此研究
关键 词 ： 车 踏 板 支座 ； 料 ； 限 元分 析 汽 塑 有 中 图分 类 号 ： ４ ３５ Ｕ ６． ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ５ ２ ５ （０ ８ ０ — ０ ５ ０ １０ — ５ ０ ２ ０ ）１ ０ １— ４
受到 能 源危 机 的威 胁 和环 保 的要 求 ． 界 各 国 世 的汽 车 工业 都 在 为汽 车 轻 量 化 做 着 各 种 努 力 减 轻 汽 车 自质 量 ． 仅 可 以减 少 原 材 料 的 消 耗 ． 不 降低 汽 车 的 成本 ． 可 以显 著 降 低 汽车 能 源 消 耗 ． 少 还 减 有 害气体 的排放 ． 提高 汽 车 的动 力性 能 。据相 关 资
摘要 ： 塑料 在 汽 车工 业 已得 到 比较 广 泛 的 应 用 ， 出于 安 全 方 面 的要 求 ， 料 产 品 在 汽 车 关 键 部 位 如踏 板 总 成 等方 但 塑 而的 应 川 一 直 比较 谨 慎 ， 研 发 在 我 国 才刚 刚 起 步 。 以某 轿 车 塑料 踏 板 支 座 为 例 ， 用 Ｓ ｌ Ｗｏｋ 其 运 ｏ ｄ ｒｓ三维 软 件 建 立几 ｉ 何 模 型 并利 用 有 限 元 方法 对其 结 构 强 度进 行 有 限 元 分 析 。 于 获 得 的 应 力分 布和 位 移 变形 量 实 现 支 座 的 强度 校 核 。 基
有限元方法根据节点位移求解节点应力与支座反力
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某弹性支座的接触应力有限元分析
Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ｏ Ｌ ０ Ｇ Ｙ Ａ Ｎ Ｄ Ｍ＿ Ａ Ｒ Ｋ Ｅ Ｔ
Ｖｏ １ ． ２ ０， Ｎｏ ． １ ０， ２ ０１ ３
构 的破 坏 。在 此 条 件 下 ， 干 燥 介 质 替 换 湿 凝 胶 中 的 溶 剂 并 将 流
耗能 的建筑 ， 节 能技术相对落后 。因此 ， 要 提高能源利用效 率 ， 减少能 源｝ 肖 耗， 减少对大气环境 的污染 ， 减少 Ｃ Ｏ 排放 以及地
气凝胶因其独特的性质在 国防 、 航天等尖端诸领 域有 着不 可替代的地位 。 目前 ， 由于制作 工 艺 的简化 和生 产成 本 的降 低， 气凝胶 已不再是可望不可及 的“ 贵族 ” ， 开始进入普通行业 。 本 文主要讨论气凝胶作为一种保温防火材料 ， 探 讨其在建 筑科
学 方 面 的应 用 。
具 有 较 好 的 应 用前 景 。 但潜 在 的 问题 是 溶 剂 消 耗 量 较 大 ， 干 燥
时间较长 ， 同时还产生不必要 的副产物等。 超临界干燥是 目前 制备气凝胶最成熟 的工艺 ， 得 到的气凝 胶其性能也最为优异 。本 文采用醇 溶剂 为介质进 行超 临界干 燥制备 Ｓ ｉ Ｏ 气凝胶 ， 其常压 干燥 工艺操 作较 为简 单 、 安全 ， 对 设备要求不高 ， 成本较低 ， 是今后气 凝胶 材料 工业化 发展 的方
度 （一 ４ ０ ℃） 和适中的压力下进行 ， 危 险性相对 降低 ， 但 得 到 的 Ｓ ｉ Ｏ２ 气 凝 胶 为亲 水材料具有一定 的局 限性 ， 虽 然 有 机保 温材料 的隔热效果 好 ， 但是 助燃特 性较差 ， 在 火灾发 生 的时候能够 起到推波 助澜 的作用 ； 而当前 的无机保温材 料在施
可达 ９ ９ ． ８ ％ 以 上 。常 用 的 干 燥 介 质 有 醇 溶 剂 （ 如甲醇、 乙醇
对有限元分析的解释
张总您好：
关于有限元分析结果，我上次发给您的图片是最终的完整结果，现补发一份按许用应力过滤后的图片，从这两张图片上能够看出超过180MPa的实际区域，另需注意，180MPa仅是许用应力，只有超过270MPa的表面区域才是真正屈服的区域，也就是说只有图中的黄、红色区域才会产生表面屈服现象（图片右上角有图例），即发生局部表面屈服现象的仅是图示棱边及其附近很小的区域。
关于零件局部表面屈服现象，这一点在常规的设计计算书中是无法体现出来的，并且业内也很少提及这个问题。
但不可否认，无论任何一种支座，这种局部屈服是客观存在的，我们用有限元做辅助分析，预期目的就是为了得到一个相对更接近真实工况的结果。
这种屈服现象及过程可以这样理解：当支座在受到水平作用时，上、下座板逐渐接近，直至接触，首先是棱边开始接触，棱边及其相邻的局部范围在压应力的作用下慢慢产生表面屈服，而表面屈服同时也意味着接触部位的性质在由点、线接触逐渐转换为面接触，接触部位的抗压能力迅速增强，很快将会达到一个平稳状态，而不是无休止地屈服甚至影响到深部。
按应力云图所示，我们可以认为发生表面屈服的范围就是超出270MPa的表面部位，这些局部的表面屈服对整体结构的强度影响是微乎其微的，如果说影响，充其量不过是相当于位移量比设计值增大了几十微米的样子。
基于ANSYSWorkbench减震器支架组有限元分析
TECHNIC FORUM/技术论坛2011/09基于ANSYS Workbench减震器支架组有限元分析Finite Element Analysis of Absorber Bracket Component Based on ANSYS Workbench 121胡顺安 孙博 王振凯HU Shun-an et al1. 山东蓬翔汽车有限公司 山东烟台 2656072. 三一重型装备有限公司 辽宁沈阳 110027摘 要：详细介绍了减震器支架组有限元分析时的模型前处理、边界条件设定及后处理等分析过程，并通过对减震器支架组的应力分析结果进行的评判，系统分析了该减震器支架组在不同载荷下的适用情况。
关键词：减震器支架组 有限元 应力分析Abstract Pre-process, boundary conditions, and post-process in the finite element analysis of the absorber bracket component were elaborated, by evaluating the stress analysis result of the absorber bracket component, the applicable condition of the absorber bracket component in different loads were analyzed.Key words absorber bracket component; finite element; stress analysis+中图分类号：U463.335.1.02 文献标识码：A 文章编号：1004-0226(2011)09-0070-021 前言根据市场反映，原先设计的减震器支架易从根部撕裂，后续产品可通过改进下推力杆支架和减震器支架的结构来满足产品的使用要求；但市场上已售出的产品因为下推力杆支架已经焊接在桥壳上，无法采用改进下推力杆支架的方式加以解决，急需返修，故提出采用改进减震器支架替代原减震器支架，并在局部采用加强筋，再将减震器支架和加强筋焊接在下推力杆支架上的返修方案。
减震型销轴支座的有限元分析及试验研究
减震型销轴支座的有限元分析及试验研究
随着社会的飞速发展,各种新材料、新技术、新工艺的出现,使人们对建筑的体型和外观也有了新的要求。
因此,大跨度建筑结构逐渐受到建筑师们的青睐,
这种结构不仅增大了人们的活动空间,在造型的设计上也具有很大的灵活性。
但是,所有的上部结构必须通过支座落地或与下部结构连接。
大跨度钢结构的支座对于主体结构而言,极为重要。
销轴支座外形优美、自由伸缩,能动性强。
但由于温度和地震作用的方向是不确定的,这种节点不能保证任意方向的转动性能,更不能保证支座平面外的抗
疲劳性,一旦不确定荷载作用在接触面上,耳板极其容易被弯断,造成安全隐患。
本课题提出一种新型的减震型创新销轴支座设计方案,并进行了有限元研究和试验验证。
得出了以下主要结论:(1)减震型销轴支座性能优良,具有良好的转动能力,在设计时一般只传递轴力和剪力,不传递弯矩,可以作为理想的铰接节点。
(2)减震型销轴支座能满足主要受力方向(即支座平面内)的地震作用下的抗震设计,对结构非主受力方向(即支座平面外)承担的非确定性地震作用有明显的减震及变形适应能力。
(3)有限元仿真试验可以比较准确的模拟出销轴支座的力学性能。
新型减震型销轴支座可传递、抵抗竖向荷载作用,并且能缓冲并抵抗平面外荷载的影响和作用,符合“精确设计”的理念和发展趋势;超过承载力极限时销轴首先破坏,结构可形成理想的铰接从而释放多余的内力,从而避免主要结构构件
的破坏;在过载之后可通过更换破损的销轴装置来恢复原结构。
滑动支座隔震性能的有限元分析
内筒 内表 面上粘 接一层 聚 四氟 乙烯 板然 后与支 座 的
０ 引 言
支座 隔震 是一 种 被 动 控 制 技术 ［ ， 构 被 动 控 １ 结 ］
圆钢板 焊接 成一 体 ， 后 把底 部 的 圆形 聚 四 氟 乙烯 然 板 粘接 在 圆钢板上 ， 四氟 乙 烯板 厚 为 ３ｍｍ． 外 聚 在
刘 波 ，牛 忠 荣
（ 肥工业大学 土木与水利工程学 院， 肥 ２００） 合 合 ３ ０ ９
摘 要 ：介 绍 了一 种 聚 四 氟 乙烯 （ ＴＦ 滑 动 支座 的 构 造 以及 工 作 原 理 ． 用 有 限 元 分 析 软 件 Ｐ Ｅ） 采
ＡＢ ＡＱＵＳ对 Ｐ Ｆ Ｔ Ｅ滑动 支座在 水 平位移 激励 作 用下的 滞 回性 能和 地 震激 励 作 用 下的 位移 响应 进行 了 有 限元 分析． 分析 结果表 明 ， 支座具 有很 好 的滞 回性 能， 由于该 支座 没有 复位装 置 ， 该 但 滑移后 有残 留位 移 ， 应 用 时需根据 实际情 况预 留水 平方 向的净 间距． 在 通过往 复加 栽 下 支座 的 滞 回性 能分析和 地震 激励
作 用下 的位移 响应 分析 ， 实 际工程提供 了结构 支座 设计 的理论依 据 ． 为
关键 词 ： 摩擦 滑移 ； 回性 能 ；有 限元 法 ； 移响应 ； 滞 位 隔震
中图 分类号 ：ＴＵ３ １ ９ 文献标 识码 ：Ａ 文章编 号 ：１ ７ ～ ｌ９ ２ １ ） ３ ０ ５ ４ ６ １ １ Ｘ（０ ０ ０ —０ ８ —０
数 摩擦模 型 （ ｅ ａｔ ｒ ｔ ｎ ， 触 面 间 的摩 擦 系 ｐ ｎ ｌ ｆ ｃｉ ） 接 ｙ ｉ ｏ
本支 座 中所 用 的钢 板 均 采 用 Ｑ２ ５钢 ， ３ 弹性 模 量 Ｅ一２ １ Ｏ ． ×ｌ ＭＰ ， ａ 泊松 比 一０ ３ 聚 四氟 乙烯 ．； Ｅ一４ ０ＭＰ ， ０ ａ 泊松 比 一０ ４ ； ． ２ 两种 材 料 均按 弹 性
有限元分析在推力杆支座设计改进中的应用
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ８ ２ １－ ６ １ 作者简介 ： 苏翠娟（ ９ ９ ） 女 ， １７ 一 ， 广西柳州人 ， 助理 工程师 ， 技术 主管 ， 从事各系列桥总成 的设计研发 工作 ； 主要 黄芝 刚（ ９ ２ ） 男 ， １８ 一 ， 广西 罗城 人 ， 助理 工程 师 ， 车间主任助理 ， 主要从事桥壳焊接 、 机加工生产管理 、 质量控制工作 。
底 座 的 受 力 在 ７ １６Ｍ ａ之 间 。 ３ ３ Ｐ
图 ６ 受力时推 力杆支座底座 的应力云 图
从 图 ６看 出 ，支 座 底 座 的 受 力 在 ２ ８ ９ ａ之 间 ， １ —３ ２ＭＰ 应
根 据 推 力 杆 支 座 应 力 云 图 ， 找 出 容 易 拉 裂 的薄 弱 部 分 ， 再 进行相应改进 。
图 ９ 受 力时 推 力杆 支 座 中上 部 圆 弧 过 渡 处 的 应 力 云 图
优 化 后 的推 力 杆 支 座底 座 应 力 云 图如 图 １ ： 进 后 ， 座 Ｏ改 支
Ｕ Ｘ４０建 立 三 维 实 体 模 型 ， 入 Ｃ Ｓ Ｓ ｏ ｓ 对 模 型 Ｇ Ｎ ． 导 Ｏ ＭＯ Ｗ ｒ 并 ｋ 增 加 推 力 杆 ， 化 后模 型 如 图 １ 简 。
图 ２ 推力杆载 荷图
图 ３ 推 力 杆 支座 所 受 约 束 及 载 荷
３ 网格 划分
按 照单元大 小 １ ５ｍｍ，公差 ０７ ． ｍｍ对推 力杆 支座划分 ５
网格 ， 划分好 的网格如 图 ４ 支架节点数 为 ３ ７ ， 。 ６０ ５ 单元 总数为
图 １ 推 力杆 支 座 有 限 元 模 型
２２ １ ７４。
２ 进 行 约束及 载 荷分 析
推力杆支座与汽 车车架是 通过推力杆 、 螺栓 固连 的。 以 所 支座上 ４个 螺栓孑 处增加 约束 ， Ｌ 推力杆处 载荷如 图 ２ 。其 中 ｆ
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支座的有限元分析
—基于UG8.0与ANSYS Workbench
摘要：采用三维软件UG8.0建立的支座模型，并将三维模型导入到ANSYS Workbench，在Workbench中，对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析，得到其在工作载荷下的变形、应力和模态频率，并在结构尺寸上进行优化设计，使其在结构强度上得到改进与加强。
关键词：支座；UG8.0；ANSYS Workbench；有限元
Abstract: using 3d software UG8.0 established contact ball bearing model, and the three dimensio nal model is imported to ANSYS Workbench, the Workbench, its structural strength, rigidity and modal analysis, get it under the working load of the deformation, stress and modal frequency, and carries on the optimization design on the structure size, in the structure strength is improved and st rengthened.
Keywords：contact ball bearing；finite element ；UG8.0;ANANSYS Workbench
0引言
支座作为多向活动部件的连接装置，主要受来自复杂部件的随机变化载荷的作用力，由于载荷力复杂多变，且局部应力集中地现象存在，导致球形接触面产生不规则破坏。
以前的设计方案基本是粗略的，对于结构尺寸不能做到很精确的设计，使用效果不怎么好。
本文利用UG8.0三维设计软件对支座进行参数化建模，并运用UG与ANSYS Workbench软件间的接口，将模型导入到ANSYS Workbench中，对其进行结构强度、刚度校核以及模态分析。
有限元是一种在工程分析工程中常用的解决复杂问题的近似的数值分析方法，ANSYS程序中加入了许多新的技术，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入程序，从而使程序具有更强的通用性。
同时，ANSYS还提供了强大和完整的联机说明系统详尽的联机帮助系统，使用户能够不断深入学习并完成一些深入的课题。
并因在机械结构强度和刚度分析方面具有较高的计算精度而得到普遍应用。
本文将分析在载荷的作用下，支座的变形，应力等，并显示强大的ANSYS的求解结果。
1支座有限元模型的建立
1．1支座UG模型的建立
ANSYS在其所有的产品系列和工作平台上均兼容。
能够与多数三维软件接口，实现数据和交换，所以建立精确地三维软件模型是进行有限元分析的前提。
UG作为专业的三维软件系统，具有强大的参数化功能。
用UG建立支座模型，如图1所示；
为了方便计算机模拟分析，把模型进行简化，忽略一些小圆角或者是小圆孔，不影响模型的主形体。
1.2 ANSYS Workbench中的参数化定义
将ANSYS与UG8.0安装在同一电脑中，利用ANSYS 12的ANSYS CAD Configuration manager12模块指定的UG的安装位置，确定后启动UG8.0，会在软件的工具栏中出现ANSYS12工具条，软件连接完毕。
打开支座模型，点击UG8.0工具栏里的ANSYS12下的Workbench，进入ANSYS Workbench环境中，双击Grometry进入Designmodeler环境，点击Generate 导入模型，并在Details View中的Parameters中选中所作的尺寸作为参数。
1.3 网格的划分
将模型导入Static Structure中，进行网格划分是有限元前处理的关键工作，网格划分的质量和优劣将对计算结果产生很大影响。
ANSYS Workbench的网格划分时非常智能化的，设定Element Size 为5.0mm，Relevance Center为fine，transition为slow。
步骤如下： Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool然后进行网格划分，如图所示。
1.4载荷与边界约束
支座所受载荷是由连接件作用在球接触面的实验测得。
在本实验中用合力的形式将其作用在球形接触面，为沿其轴向的2MPA的应力，位置约束为其底座孔，对其进行固定面约束。
(1)约束四个安装孔:Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Displacement →Symmetry B.C. →On Areas 拾取四个安装孔的8个柱面→ OK
(2)在整个基座的底部施加位移约束
Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Displacement →on Lines +
拾取基座底部的所有边线，选择 UY 作为约束自由度→OK。
(3) 在导孔端面上施加推力载荷（面载荷） Main Menu: Solution→Define Load→Apply →Structural→Pressure→On Areas→拾取导孔counterbore上宽度为“3”的所有面→OK →输入面上的压力值28959276→Apply
(4)在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷 Main Menu: Solution→Define Load→Apply→Structural→Pressure→On Areas→拾取球形接触面→OK→输入压力值-2→OK
2支座的刚度、强度分析
由分析可知，支座应力主要集中在球接触面上，如图所示。
Main Menu: Solution→Solve→Current LS。
求解后的结果，变形图。
最大应力位于球形面上表面接触处，为3.8MPa。
最大位移为1.072mm，图如下所示。
3 结论
本文通过UG软件建立支座的三维模型，并利用软件接口将三维模型导入到ANSYS Workbench中，在Workbench中对其进行强度和刚度的校核及模态分析。
从图中可看出，载荷主要集中在支座的上半圆周的表面，所以要对该处进行载荷保护，可通过变换材料，热处理等方法加强该处强度。
ANSYS的分析，为以后的的支座结构强度分析节省了时间，验证方案的可行性，为支座的进一步优化提供了依据。
参考文献
1、张力.有限元法及ANSYS程序应用基础．科学出版社．2008年10月．
2、张乐乐．ANSYS辅助分析应用基础教程．清华大学出版社．2006年３月．
3、宋志安.机械结构有限元分析.国防工业出版社.2010。