CAE在轉(zhuǎn)軸限位塊結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析中的應(yīng)用實(shí)例
前言：
某汽車后視鏡轉(zhuǎn)軸限位塊由兩部分組成：基板及轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，限位塊位于基板凹槽內(nèi)做限位作用。其分析結(jié)構(gòu)如下所示：
對(duì)限位塊結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度分析是機(jī)械轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所需關(guān)心的重要問(wèn)題，通過(guò)CAE仿真基板和轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)在特定基板力矩下的受力情況，分析基板和轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生斷裂破壞，為進(jìn)一步改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
案例概述
設(shè)定作用于基板力矩{62.4N.m*1.2(安全系數(shù))=74.88N.m}，分析左右限位兩種工況下，基板與轉(zhuǎn)軸的強(qiáng)度。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品在特定情況下存在斷裂危險(xiǎn)，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化和改善。
使用軟件：
Hypermesh，abaqus/standard
CAE模型及材料
材料及參數(shù)：
因限位塊在限位過(guò)程中不僅受到剪切，同時(shí)還受到拉伸的作用。因此評(píng)判過(guò)程用剪切強(qiáng)度或者拉伸強(qiáng)度來(lái)判斷都不夠嚴(yán)苛，分析通過(guò)PEEQ（平均等效應(yīng)變）判斷：當(dāng)基板MaxPEEQ>伸長(zhǎng)率1.5%，則材料失效斷裂；當(dāng)轉(zhuǎn)軸MaxPEEQ>伸長(zhǎng)率1.4%，則材料失效斷裂
CAE模型：
分析結(jié)果：
工況一：左限位
（1）轉(zhuǎn)軸
轉(zhuǎn)軸最大PEEQ為0.1929，遠(yuǎn)大于其伸長(zhǎng)率0.014，因此在74.88N.m力矩下轉(zhuǎn)軸發(fā)生斷裂破壞。
轉(zhuǎn)軸PEEQ與力矩有如上關(guān)系，當(dāng)PEEQ為0.014時(shí)，力矩為55.800N.m。
(2)基板
基板限位根部最大PEEQ為0.3016，大于其材料伸長(zhǎng)率0.015，因此基板發(fā)生斷裂破壞。
基板PEEQ與力矩有如上關(guān)系，當(dāng)PEEQ為0.015時(shí)，力矩為34N.m。
工況二：右限位
（1）轉(zhuǎn)軸
轉(zhuǎn)軸最大平均應(yīng)變0.064，遠(yuǎn)大于其伸長(zhǎng)率0.014；因此在74.88N.m力矩下轉(zhuǎn)軸發(fā)生斷裂破壞
（2）基板
基板限位根部最大PEEQ為0.3017，大于其材料伸長(zhǎng)率0.015，因此基板發(fā)生斷裂破壞。
結(jié)論：
1、加載74.88N.m力矩時(shí)，基板與轉(zhuǎn)軸PEEQ都超過(guò)其伸長(zhǎng)率，基板與轉(zhuǎn)軸都會(huì)斷裂；
2、FEA分析結(jié)果表明，基板將先于轉(zhuǎn)軸斷裂，各自所能承受的最大力矩如下：
3、根據(jù)仿真結(jié)果，為后視鏡結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要依據(jù)，在提高產(chǎn)品可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。
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