升降车U型臂详细模型计算方法的建模过程与简化   升降维修车出租, 肇庆升降维修车出租, 肇庆升降维修车租赁 梁模型计算方法的建模过程相似，最大的区别在于，详细模型计算方法将升降车U形臂截面的真实结构体现在计算模型中，而不是简单地用ANSYS所提供的梁单元来模拟升降车U形臂架结构；并且和简化梁计算方法一样，在详细模型的搭建过程中，在保证整体力传递准确的情况下，计算模型与实际结构相比，都做了一些局部的结构简化，使得既能够满足设计要求，同时又能提高计算效率。

     模型的简化按照命名习惯来说，每个臂节都可以分为臂头、臂尾、臂筒三个部分。在计算模型搭建的时候，这三个部分也是分别进行了简化处理。首先是臂尾部分结构的简化。 对于臂尾结构的简化，在保留主体承载框架的基础上，保留了内部的一些隔板部件，忽略掉了局部的一些垫块以及用于连接滑块的螺栓和螺栓孔，对于臂尾销轴部分则保留了主体结构，忽略了弹簧等附属构件。其次是臂头部分的结构的简化，对于臂头部分的简化，首先忽略掉了臂头端面上的一些固定螺栓以及螺栓孔，忽略掉一些用于固定连接的垫片等，忽略掉了用于滑块连接和固定的一些螺栓和螺栓孔，保留内部的支撑隔板，忽略掉了臂头顶端用于钢丝绳卷扬的滚筒等。然后是升降车U形臂筒的简化，对于升降车U形臂筒的简化主要是对于焊缝结构的简化处理。 在模型简化处理的过程中，对于焊缝位置我们采用了连接关系的形式进行简化模拟。同时我们也忽略掉了臂筒上的一些黄油孔结构，保留着主体的升降车U形臂筒。最后是对销轴孔进行了简化处理。对于销轴孔的处理，我们是将销轴孔与一个固定连接盘和垫片做成一个整体，赋予其实体单元，在尺寸上计算模型的高度与上述连接整体的高度是一致的，保证整体传力结构的尺寸与实际尺寸是接近的。并且对于表面形状进行了简化，由原来的梯台形简化成平面形状，尽量保证原模型尺寸的基础上简化模型搭建过程。

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    升降车U形臂结构模拟单元的选择,  详细模型计算方法与传统的简化梁模型计算方法相比较，最大的特点在于将U形截面臂的真实结构体现在计算模型中。不同于传统简化梁模型，只是采用单一的梁单元来模拟整车的U型臂架结构，详细模型是通过对升降车U形臂节中不同部位的承载受力情况进行分析后，分别采用不同的模拟单元来进行模拟，通过单元属性与实际受力情况相匹配，使得计算结果能够更接近真实地反映构件的受力情况为后续的屈曲判定准则的制定以及针对屈曲问题的优化方案提供真实可靠的依据。在整个升降车U形臂结构中，最基本的结构就是U形截面的臂筒。由于臂筒的厚度相对于臂筒的长度来说是一个极小的尺寸，因此根据板壳理论，我们选择ANSYS中的壳单元来模拟U形截面的臂筒。ANSYS中提供的壳单元有20几种，归纳起来主要包括几种类型：轴对称型、折板型、超参型等。其中SHELL51、SHELL61、SHELL208、SHELL209是比较典型的轴对称壳元；SHELL41、SHELL63是典型的折板壳元；SHELL43、SHELL143、SHELL181、SHELL93等是典型的超参壳元。由于超参单元是由实体单元蜕化而来，因此在应用于薄壳时仍能保证与壳单元等价的单元属性。通过对多种壳单元的分析比较，我们选择SHELL181单元来模拟臂筒结构。SHELL181单元一共具有四个节点I、J、K、L，并且其中每个节点都分别有①—⑥共6个自由度：沿节点X向、Y向、Z向的各自的平动自由度和转动自由度。这种单元非常适合于对薄壁壳体结构进行的线性和非线性的大变形分析，并且在计算收敛性上具有优于其他SHELL单元的特性。 在定义SHELL181单元时，壳体的厚度是通过它的各个节点来定义的，如果所有节点处的厚度是一样的，那么定义厚度时只需要输入一个节点的厚度常数；如果壳体的厚度不是一个实常数，就需要输入所有四个节点处的厚度，以此来定义整个单元的厚度。在详细模型计算方法中，我们根据实际U型臂臂筒厚度，在赋予相同SHELL181单元的基础上，对上盖板和下盖板等不同位置处分别赋予不同的盖板厚度。同时,该单元还可以定义多层复合壳体，通过该单元的特定输入项来分别定义厚度、材料属性以及积分点的个数。其中材料属性是由以下几个参数来决定的：密度、弹性模量、泊松比。我们认为升降车U形臂结构的臂筒是一个厚度均匀的结构，因此在积分点的选择上我们默认采用3个积分点。除去升降车U形臂架的主体臂筒结构，升降车U形臂架还包括一些结构规模相对较小但又不可简化的结构，比如位于臂头、臂尾处，臂节之间的滑块结构，以及控制升降车U形臂伸缩行程的销轴结构等，这些结构在实际工作中都是相对独立的实体块，因此不能继续采用壳单元来模拟了，经过比较我们在详细模型计算方法中采用了SOLID185这种单元来模拟这些实体结构。ANSYS中提供了大量的实体单元，这些单元基本可以分为两大种类：可以退化为四面体和棱柱体的六面体单元和带有中间节点的四面体单元。详细模型计算方法中所采用的SOLID185单元就属于第一种的六面体单元。www.ztgkccz.com/

      上述两类实体单元在计算时的精度都是非常高的，不同之处在于：第一种中的六面体单元只有8个节点并且每个节点有3个沿坐标轴线方向的平动自由度，虽然分析规模小，但对于复杂结构不容易划分出高质量的六面体单元。第二种的四面体单元恰好相反，不管结构多么复杂，总能轻易地在划分网格时划分出四面体。但由于每个单元有10个单元节点，因此总的单元节点数比较多，导致计算效率的降低。由于详细模型计算方法中实体单元模拟的结构相对比较简单且比较规则，能非常方便地将模型全部划分成六面体单元或者是含有少量四面体和棱柱体的六面体单元。采用SOLID185单元来模拟滑块和销轴，在保证计算精度与计算效率的前提下，能够较为准确的反映结构的真实受力。另外，升降车在实际工作中是通过连接在基本臂与转台之间的变幅油缸的伸缩来控制实际工作时的工作幅度，因此，在详细模型计算方法中，变幅油缸也需要用一种单元来模拟。

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