多台面模块化汽车衡秤台的有限元分析
2012-12-28
近年来，作为大型称重计量设备的汽车衡越来越广泛地应用于工矿企业、交通运输、港口、仓库等各个部门。随着经济的发展，运输车辆类型不断增多，装载能力不断提高，这就对汽车衡的承载能力提出了更高的要求[1]。
传统的汽车衡台面结构和刚度分析方法是把汽车衡简化成一简支梁，这种简化方法计算简单，在汽车衡行业的设计和校核计算中曾广泛采用，但这种建模方法也正是因为模型过于简化而导致最终结果的不可靠。随着计算机技术的日益发展和广泛应用，有限元分析方法逐渐成为结构力学分析中强有力的工具。
生产实践中，汽车衡是以刚度指标作为重要设计依据的。当车辆满载过秤台时，以后轮行至秤台纵向中间位置时产生的秤台弯曲变形最大，此时载荷为最大，秤台结构必须满足此时的刚度要求。按汽车衡秤台技术要求，秤台承受额定载荷时的允许最大弯曲变形不得超过秤台纵向长度的1/800至1/1000，从安全角度出发，我们取纵向长度的1/1000作为校核指标，即5mm。
ANSYS提供了两种生成模型的方法：实体建模和直接生成模型。由于实体建模相对处理的数据较少，便于几何改进和单元类型的变化，这也便于下一步的优化设计。对于庞大或复杂的模型，尤其是三维实体模型更加适合，所以对于汽车衡秤台的刚度校核我们采用实体建模。
整个秤台除支撑铁是35号钢以外，其余材料都是Q235，所以选定弹性模量为2×1011，泊松比为0.27。
最初计划定义单元类型为20节点的6面体单元SOLID95，考虑到上下盖板形状规则，为保证其单元形状为6面体，盖板用扫掠网格划分（SWEEP）或映射网格划分（MAPPED）。但由于盖板与槽钢及筋板焊接处情况较复杂且厚薄不一，各部分逐个进行网格划分效率低下，且容易出错，最终采用自由网格划分。而采用自由网格划分会导致6面体单元SOLID95退化为4面体单元，故最终采用10节点的4面体单元SOLID92。自由网格划分时其Smartsizing选定10级，单元尺寸Size定为0.2。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
传统的汽车衡台面结构和刚度分析方法是把汽车衡简化成一简支梁，这种简化方法计算简单，在汽车衡行业的设计和校核计算中曾广泛采用，但这种建模方法也正是因为模型过于简化而导致最终结果的不可靠。随着计算机技术的日益发展和广泛应用，有限元分析方法逐渐成为结构力学分析中强有力的工具。
生产实践中，汽车衡是以刚度指标作为重要设计依据的。当车辆满载过秤台时，以后轮行至秤台纵向中间位置时产生的秤台弯曲变形最大，此时载荷为最大，秤台结构必须满足此时的刚度要求。按汽车衡秤台技术要求，秤台承受额定载荷时的允许最大弯曲变形不得超过秤台纵向长度的1/800至1/1000，从安全角度出发，我们取纵向长度的1/1000作为校核指标，即5mm。
ANSYS提供了两种生成模型的方法：实体建模和直接生成模型。由于实体建模相对处理的数据较少，便于几何改进和单元类型的变化，这也便于下一步的优化设计。对于庞大或复杂的模型，尤其是三维实体模型更加适合，所以对于汽车衡秤台的刚度校核我们采用实体建模。
整个秤台除支撑铁是35号钢以外，其余材料都是Q235，所以选定弹性模量为2×1011，泊松比为0.27。
最初计划定义单元类型为20节点的6面体单元SOLID95，考虑到上下盖板形状规则，为保证其单元形状为6面体，盖板用扫掠网格划分（SWEEP）或映射网格划分（MAPPED）。但由于盖板与槽钢及筋板焊接处情况较复杂且厚薄不一，各部分逐个进行网格划分效率低下，且容易出错，最终采用自由网格划分。而采用自由网格划分会导致6面体单元SOLID95退化为4面体单元，故最终采用10节点的4面体单元SOLID92。自由网格划分时其Smartsizing选定10级，单元尺寸Size定为0.2。
来源 电能质量分析仪 http://www.hncsw.net/
