1、倉(cāng)庫(kù)叉車手臂的有限元分析報(bào)告機(jī)械12013120301035朱林童1:工程問(wèn)題描述倉(cāng)儲(chǔ)叉車主要是為倉(cāng)庫(kù)內(nèi)貨物搬運(yùn)而設(shè)計(jì)的叉車。因其車體緊湊、移動(dòng)靈活、自重輕和環(huán)保性能好而在倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)得到普遍應(yīng)用。叉車手臂與貨物直接接觸，是叉車承重的核心位置，應(yīng)當(dāng)?shù)玫捷^精確的設(shè)計(jì)。圖一 倉(cāng)庫(kù)叉車下列圖為叉車手臂整體的ug模型圖二 叉車手臂整體UG模型根據(jù)實(shí)際叉車尺寸，手臂水平板長(zhǎng)度為1000mm，寬度為200mm，厚度為50mm；豎直板定位處距水平板800mm，寬度為200mm，厚度為50mm。由于兩只手臂受力完全相同，為了分析的經(jīng)濟(jì)與方便，本次僅分析其中一只手臂的有限元，每一只手臂的負(fù)載為總負(fù)載的二分之一。圖三

2、單只手臂UG模型本次靜態(tài)結(jié)構(gòu)的Ansys 的分析，采用Ansys 15.0workbench 操作界面如下圖四 workbench操作界面雙擊，在右側(cè)工作區(qū)出現(xiàn)子控制框。 圖五 子控制框2：模型建立2.1：幾何模型建立圖六 幾何模型建立2.2 單元選擇本實(shí)體較大，為了兼顧網(wǎng)格分析的精度以及數(shù)據(jù)的計(jì)算量，,我選擇tetrahedrons 為四面體網(wǎng)格劃分,設(shè)置網(wǎng)格單元大小為0.05m。2.3 材料參數(shù)定義鑒于市場(chǎng)上多采用的金屬鋼結(jié)構(gòu)，這次的分析材料我擬用結(jié)構(gòu)鋼。圖七 材料參數(shù)定義關(guān)閉Engineering Data2.4 有限元模型首先進(jìn)入Geometry 繪制模型。圖八 Geometry繪制界

3、面單擊file 選擇Import External Geometry file .導(dǎo)入U(xiǎn)G 文件。尚未進(jìn)行產(chǎn)生，在Import 上單擊右鍵選擇Generate 生成模型。圖九 生成模型2.5 網(wǎng)格的劃分Model界面中 ，右鍵單擊Mesh 選擇insert。method 新建一個(gè)網(wǎng)格劃分方法。在右側(cè)工作區(qū)按ctrl -A 選擇全部實(shí)體,后點(diǎn)擊apply 完成選擇。在Ansys 的workbench 中，網(wǎng)格的劃分有五種。此次分析選擇tetrahedrons 四面體網(wǎng)格劃分。然后Generate mash 生成網(wǎng)格圖十 網(wǎng)格劃分2.6 邊界條件載荷條件此次分析的叉車手臂為小型叉車手臂，正常負(fù)重能

4、力為半噸，也就是500kg。兩只手臂分擔(dān)重量且負(fù)重相等，為了到達(dá)使用要求，本次分析中，我把一只手臂的承重設(shè)為300kg，約3000N，作用在手臂水平板中心處，并設(shè)置約束，手臂上圓孔處被緊固件固定，故設(shè)為固定。圖十 施加載荷接下來(lái)我施加載荷，在workbench 中有許多不同的載荷，一般常用的有pressure 壓力，靜壓力，force 力，remote force 交變力，以及溫度場(chǎng)和流體場(chǎng)方面的載荷。本次分析我選擇force。圖十一 整體變形分析結(jié)果在solution 中選擇solve在solution information 中可以查看分析結(jié)果.。結(jié)果分析在solution 中選擇Deformation 選擇total 用來(lái)分析總的形變。選擇strain 選擇equivalent 分析總得壓力變形選擇stress 選擇equivalent 分析結(jié)構(gòu)壓力情況在solution 中單擊右鍵，選擇evaluate all result在右側(cè)觀察結(jié)果圖十二 應(yīng)變分布從上圖可以看出，最大彈性應(yīng)變?yōu)?.00010881，發(fā)生在豎直板上圓孔以下部位。圖十三 應(yīng)力分布從上圖可以看出，最大應(yīng)力為2.1288e007Pa，同樣發(fā)生在豎直板上圓孔以下部位，以及豎直板與水平板交接處。由此可見(jiàn)，在此模型下，應(yīng)力應(yīng)變都沒(méi)有過(guò)大