proe下螺旋掃描所生成彈簧的力學性能分析

2013-05-07 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

楊立新《CAD/CAM與制造業信息化》

本文通過P r o /MECHNICA對螺旋掃描生成的實體進行靜力分析和模態分析,并與壓簧的理論計算結果進行了比較,證明螺旋掃描實體在力學上十分接近實際彈簧。

在結構設計中,彈簧的應用十分廣泛,設計人員為了能夠力求真實準確的反映結構,在proeNGINEER中一般使用螺旋掃描生成實體來描述彈簧。這樣得到的彈簧在外形上和實際彈簧很接近,但力學性能和實際的彈簧相比有何差別,對其進行的模擬能否反映工作狀態的彈簧等卻一直沒有定論。本文利用proeNGINEER中的Pro/MECHNICA模塊,分析了壓簧的載荷-變形情況,計算了自振頻率,并與理論計算結果進行了比較。

一、創建壓簧的模型

本文所述的實例利用螺旋掃描生成一個實體,并模擬彈簧。彈簧長為60mm,彈簧中徑為30mm,材料直徑為5mm,螺距為10mm。這里可以在彈簧的上下兩端面加兩個平板,以便在Pro/MECHNICA下添加約束和載荷。模型如圖1所示。

圖1 彈簧模型

二、對壓簧進行靜力分析

這里可以利用Pro/MECHNICA模塊以對模型進行靜力分析。首先創建一個新的Static Analysis,載荷和約束如圖2所示。然后在將彈簧下板的6個自由度進行全約束,并且在上板加1000N的載荷。彈簧變形如圖3所示。變形量為12.1mm。

圖2 彈簧的載荷和約束

圖3 彈簧的變形

三、對壓簧進行模態分析

這里我們可以利用P r o /MECHNICA模塊以對模型進行模態分析。創建一個新的Modal Analysis,進行模態分析時不需要加約束和載荷,結果如圖4所示。彈簧的自振頻率為17S-1,

四、對壓簧進行理論計算

圓柱螺旋壓縮彈簧設計計算的公式為:

共振驗算公式為: