開傘器外殼零件的模態(tài)分析

2013-06-13 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

本文利用分析軟件包COSMOS/Works5.0軟件,對(duì)正在開發(fā)的QKS-17自動(dòng)開傘器的外殼零件,進(jìn)行了模態(tài)分析,對(duì)開傘器的杭振性能進(jìn)行了討論。

根據(jù)要求,QKS-17自動(dòng)開傘器的振動(dòng)強(qiáng)度要求為:在開傘器上鎖狀態(tài)下,將之固定于振動(dòng)臺(tái)上,振動(dòng)臺(tái)在頻率20-30011z范圍內(nèi)加速度不大于5g振幅不大于1mm的參數(shù)下對(duì)開傘器施加激勵(lì)開傘器做工作試驗(yàn)1小時(shí),耐久試驗(yàn)3小時(shí),各軸向分別做一次試驗(yàn)后開傘器的性能不受影響其主要目的,是要使開傘器經(jīng)受嚴(yán)格的抗振考核,為彈射救生座椅的改型提供可靠的產(chǎn)品。具體而言,就是要使開傘器的薄弱環(huán)節(jié)與振動(dòng)臺(tái)的激勵(lì)源之間盡量避開共振區(qū)。而開傘器的外殼零件是整個(gè)產(chǎn)品的安裝基準(zhǔn),形狀復(fù)雜,加工精度要求高而且為典型的薄殼零件,是開傘器產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)之一。對(duì)它進(jìn)行有限元頻譜分析,對(duì)提高產(chǎn)品的質(zhì)量有著重要的指導(dǎo)意義。目前COSMOS/Works6.0軟件包可以進(jìn)行應(yīng)力網(wǎng)格劃分、FEA和直接松弛法解算、線性結(jié)構(gòu)分析、穩(wěn)定性分析、頻譜分析、熱分析、結(jié)構(gòu)熱偶合分析、薄殼分析等。

    二.分析原理和步驟

有限元方法作為一種專用的數(shù)值計(jì)算方法,在進(jìn)行一般場(chǎng)的問題求解時(shí),如應(yīng)力場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)、熱場(chǎng)、電磁場(chǎng)等的分析時(shí),大致要經(jīng)過以下5個(gè)步驟:

    (1)對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析簡化,剔除次要因素,提煉出簡練的數(shù)學(xué)變分方程;
    (2)進(jìn)行有限元?jiǎng)澐?選擇合適的元素類型和形狀函數(shù),建立有限元子空間;
    (3)對(duì)變分方程進(jìn)行離散化,計(jì)算離散方程的單元?jiǎng)偠染仃嚭涂倓偠染仃?
    (4)有限元方程組的求解;
    (5)對(duì)解進(jìn)行分析,回到實(shí)際問題中去。

具體對(duì)COSMOS/Works6.0的頻譜分析,首先要對(duì)研究的項(xiàng)目進(jìn)行性質(zhì)定義。由于是進(jìn)行譜分析,即求解問題的特征值,不需外加各種約束我們對(duì)QKS17-2000-01外殼零件進(jìn)行了兩次分析,第一次選擇材料2014Alloy,第二次選擇2018Alloy兩次分析的結(jié)果如下:

    a)材料特性

    零件:QKS17-2000-01外殼(改)
    材料:2014AIloy
    單位:English(1PS)

開傘器外殼零件的模態(tài)分析+應(yīng)用技術(shù)圖片圖片1

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    b)材料特性
    零件:QKS17-2000-01外殼(改)
    材料:2018A110y
    單位:English(IPS)

開傘器外殼零件的模態(tài)分析+應(yīng)用技術(shù)圖片圖片3

開傘器外殼零件的模態(tài)分析+應(yīng)用技術(shù)圖片圖片4

四.結(jié)果分析

由以上分析可見,外殼的最低自然頻率為730Hz以上,遠(yuǎn)高于我們所要求的20-300Hz范圍,因此外殼不會(huì)在振動(dòng)臺(tái)上發(fā)生共振現(xiàn)象,我們的設(shè)計(jì)留有較大的余地。最終的試制結(jié)果,還有待進(jìn)一步的實(shí)踐檢驗(yàn)。

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