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來源：http://articles.e-works.net.cn/cae/

　　某型號電控鎖在進(jìn)行產(chǎn)品壽命試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)電控鎖鎖殼滑槽處有塑性變形，考慮鎖殼連接方式及連接位置結(jié)構(gòu)形式無法修改，因此對鎖殼只能進(jìn)行局部改進(jìn)，現(xiàn)將鎖殼滑槽處槽寬有4mm增加至7mm，為檢查此次結(jié)構(gòu)改進(jìn)效果，對改建前后鎖殼進(jìn)行有限元計(jì)算，對比改進(jìn)前后滑槽區(qū)域的應(yīng)力分布。首先通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動學(xué)計(jì)算出鎖殼的4種典型位置（初始位置、過死點(diǎn)位置、**解鎖力位置、解鎖力為0）中與銷及滾輪連接接觸位置的載荷大小及方向，分別計(jì)算改進(jìn)前后四種典型位置滑槽區(qū)域應(yīng)力大小，分析結(jié)果表明改進(jìn)后滑槽區(qū)域應(yīng)力水平下降，滿足要求。
　　
　　2 有限元模型
　　
　　在CATIA環(huán)境下建立三維實(shí)體cae仿真模型，現(xiàn)有鎖殼滑槽寬為4mm，改進(jìn)后滑槽寬增加至7mm，如圖1所示。將幾何模型導(dǎo)入ANSYS Workbench有限元軟件，鎖殼材料采用不銹鋼。對鎖殼結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)簡化，去除一些螺栓孔、倒角、圓角等結(jié)構(gòu)。采用四面體單元對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，滑槽區(qū)域網(wǎng)格細(xì)化，如圖2所示。


　　
　　　　
　　圖1 幾何模型
　　
　　 　　
　　圖2 有限元模型


　　
　　3 載荷及邊界條件
　　
　　對電控鎖機(jī)構(gòu)組件進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析，計(jì)算出鎖殼四個(gè)典型位置下與連接銷及滾輪連接、接觸位置載荷大小及方向。
　　
　　鎖殼體與上級連接處施加固定約束，與左右鎖舌銷連接處分別施加軸承載荷，與連桿連接銷處施加軸承載荷，與滾輪連接處時(shí)間線載荷，如圖3所示。改進(jìn)前后載荷位置大小及方向均一致。


　　
　　 　　
　　圖3 約束及載荷


　　
　　4 計(jì)算結(jié)果
　　
　　提取鎖殼四種4種典型位置（初始位置、過死點(diǎn)位置、**解鎖力位置、解鎖力為0）滑槽區(qū)域應(yīng)力云圖，將滑槽**應(yīng)力處沿路徑顯示，分析滑槽**應(yīng)力區(qū)域沿所選路徑即與滾輪接觸區(qū)域應(yīng)力變化情況，如圖4-圖11所示，以此為依據(jù)考慮載荷施加等因素，綜合選取鎖殼**應(yīng)力。
　　
　　5 結(jié)論
　　
　　根據(jù)上述CAE有限元計(jì)算結(jié)果可知，該電控鎖改進(jìn)前鎖殼滑槽區(qū)域在死點(diǎn)及**解鎖力兩種工況下**應(yīng)力超過材料屈服極限，材料發(fā)生塑性變形，與試驗(yàn)結(jié)果發(fā)生塑性變形吻合。改進(jìn)后鎖殼在**解鎖力工況下應(yīng)力**且未超過材料屈服極限，滿足強(qiáng)度要求，計(jì)算結(jié)果表明改進(jìn)結(jié)果**。




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