تحليل العناصر المحدودة لمربع مربع من حامل الأدوات السفلي على أساس ANSYS

في آلة القص الميكانيكية من سلسلة Q11 ، كما هو موضح في الشكل 1 ، فإن حامل الأداة السفلي والمربع المربع هما الأجزاء الرئيسية التي تستقبل القوة. أثناء عملية قطع الورقة ، يتعرض مجموعة مربع مربع حامل الأدوات السفلى قوة القص العمودي. قوة المكون الأفقي الناتجة عن زاوية ميل القص ، والقوة الملحة المطبقة على الجهاز الضغط ، وما شابه. لذلك ، في عملية التصميم ، من الضروري التأكد من ذلك تلبي قوة وصلابة مجموعة مربع الأدوات السفلية المربع المربع المتطلبات ، ويجب تحليل قوة وصلابة كتلة الأدوات السفلية بعد اكتمال التصميم الهيكلي.

شكل 1

مع التطوير المستمر لتكنولوجيا تطبيق الكمبيوتر ، تم استخدام تحليل العناصر المحدودة على نطاق واسع لحل هذه المشكلات. في هذه الورقة ، يتم استخدام برنامج تحليل العناصر المحدود ANSYS لإجراء تحليل العناصر المحدودة من مجموعة مربع الأدوات المربعة ، ويتم الحصول على توزيع الإجهاد وتغيير إزاحة القوة.

1. تبسيط النموذج

نظرًا لأن النموذج الأصلي يحتوي على عدد كبير من الثقوب المتصلة ، والثقوب في المواقع والزوايا المستديرة ، وهذه التفاصيل لها تأثير ضئيل على القوة ، يتم تبسيط النموذج الأصلي ، ويتم حذف الثقوب الملولبة النموذجية الأصلية (لا سيما يتم حذف الثقوب الملولبة في شفرة التثبيت) ، وميزات مثل ثقوب تحديد المواقع الصغيرة والزوايا المستديرة ، يتم عرض التخطيطي المبسط من الأمام إلى الخلف للنموذج في الأشكال من 2 إلى 4.

بالنظر إلى أن عملية القص للأداة على لوحة الصلب هي مشكلة ديناميكية عابرة أثناء عملية العمل ، يتم تحديد وحدة LS-DYNA في برنامج العناصر المحدودة العامة ANSYS. حلال الوحدة مناسبة لحساب التأثير والتصادم ومشاكل تشكيل البلاستيك المعدني.

الشكل 2--قبل تبسيط النموذج

الشكل 3 - بعد تبسيط النموذج

الشكل 4 - أداة مضافة إلى منشور الأداة السفلي - النموذج ثلاثي الأبعاد

2. تعريف المواد والتشويش

حامل الأداة السفلي ومواد الصندوق المربع هو HT250 الرمادي الحديد الزهر. وفقًا للمعلومات ، فإن المعامل المرن للمادة هو 1.410 11pa ، ونسبة Poisson هي 0.28 ، وكثافة المواد 7 800 كجم/م 3.

حدد نوع وحدة النموذج واعتبر النموذج نموذجًا صلبًا ثلاثي الأبعاد ، لذلك اختر وحدة 164 صلبة مع 8 عقد. النظر في طول وعرض وارتفاع النموذج ، ومن أجل تحسين دقة الحساب وتقصير وقت الحساب ، يتم خلط النموذج عن طريق اختيار كل حجم وحدة 0.02 متر. وتظهر النتيجة الربط في الشكل 5.

الشكل 5 - - رسم تخطيطي لشبكة مربعة أداة LOWER

3. تطبيق تحميل الحدود

أثناء عملية العمل ، يتحمل حامل الأداة السفلي والمربع المربع القوى في ثلاثة اتجاهات ، وهي: قوة القص العمودية للهبوط ؛ مكون قوة القص الأفقي ؛ وضغط الجهاز الملحة إلى حامل الأداة السفلي.

تم تصميم قوة القص الرأسية للجهاز لتكون 600 كنيستان وسرعة القص هي 10 مرات/دقيقة. العلاقة الزمنية التي يتم تطبيقها في الشكل 6 كما هو موضح في الشكل 6 ، والموقف الذي يتم عنده تطبيق قوة القص كما هو موضح في الشكل 7.

الشكل 6--مخطط وقت القوة

الشكل 7 - - خريطة موقف قوة التبريد

أثناء عمل آلة القص ، يتعرض حامل الأداة السفلي أيضًا لقوة القطع في الاتجاه الأفقي. تم تصميم زاوية القطع لحامل الأداة على الجهاز لتكون 2.5 درجة ، والأفقي المكون هو 600kn × tan2.5 ° = 25.8kn. وبالمثل ، يتم عرض القوة الأفقية وموضعها في التطبيق في الشكل 8.

الشكل 8--رسم تخطيطي لوقت القوة

الشكل 9 - - خريطة موقف القوة الهوائية

أثناء عملية القص ، يتعرض حامل الأداة السفلي أيضًا للقوة المنقولة من الجهاز الملحة إلى حامل الأداة السفلي عبر لوحة الصلب. تم تصميم الضغط ليكون 15kn. ثم ، الضغط المطبق القوة وموقفها كما هو موضح في التين. 10 و 11.

الشكل 10--تخطيط وقت الضغط في القوة

الشكل 11 - - خريطة موقف قوة الضغط

يتعرض صندوق مربع حامل الأداة السفلي بشكل أساسي لقوتين ربطتين أثناء عملية العمل ، والتي تعتبر على التوالي قيود وضع الخطوات الصغيرة وقيود الوجوه السفلية ، وتقييد كل درجات الحرية. وتظهر القيود المفروضة في الشكلين 12 و 13.

الشكل 12 - - قيود وضع لوحة الأذن

الشكل 13 - - نهاية اثنين من القيود الجانبية

أثناء تشغيل آلة القص ، تنتقل قوة القص على طول اتجاه عرض اللوحة. كما هو مبين في الشكل 14 ، يكون موضع التطبيق على عقدة على طول خط الحافة على الشفرة السفلية ، و اتجاه التطبيق هو على طول الاتجاه الإيجابي للمحور Y (قوة القص المطبق سلبية).

الشكل 14 - - موقف تطبيق قوة التبادل

يتم تطبيق القوة الأفقية في نفس موضع تطبيق قوة القص ، ويتم تطبيقه على عقدة على الحافة العلوية من النصل السفلي في الاتجاه الموجب على طول المحور z.

هناك تسعة هياكل أسطوانية مصممة على لوحة الصحافة من الجهاز ، ويتم قص المادة الورقية عن طريق الضغط على تسعة هياكل أسطوانية لتطبيق الضغط على الورقة. من أجل تسهيل تطبيق تحميل ، غير المؤلف النموذج ثلاثي الأبعاد وقسم تسعة وجوه دائرية على حامل الأداة السفلي لتسهيل تطبيق القوة الملحة. يوضح الشكل 15 الوجوه التسعة المقسمة إلى العقد من الوجوه التسعة من A182 إلى A189 و A207 ، يكون الاتجاه على طول الاتجاه الإيجابي للمحور Y ، وموضع تطبيق القوة النهائي كما هو موضح في الأشكال 16.

الشكل 15 - - موقف تطبيق القوة

الشكل 16 - الحمل المطبق

4. نتيجة الحل

يتم حل النموذج أعلاه للحصول على خريطة سحابة الإجهاد وتغيير الإزاحة المخطط السحابي لصندوق مربع حامل الأداة السفلي ، كما هو مبين في الشكل 17 والشكل 18.

الشكل 17 - - سحابة

الشكل 18 - - سحابة تغيير الإبلاغ

كما هو مبين في الشكل 17 والشكل 19 ، فإن الحد الأقصى للضغط هو 202 ميجا باسكال ، والذي يتم توزيعه في موضع الضلع ولوحة الأذن تحديد المواقع ، والحد من قوة الشد للحديد الزهر HT250 هو 250 ميجا باسكال. لذلك ، من التحليل النظري للقوة والتصلب ، يتم تنفيذ القص ورقة. لا يتسبب القطع في تجميع صندوق حامل الأدوات السفلي أو الانهيار.

الشكل 19 - - موقف تركيز أكثر

عندما تكون قوة القص 1500kn ، يظهر توزيع الإجهاد في الشكل 20. في هذا الوقت ، يكون الإجهاد في المنطقة الزرقاء الفاتحة 223 ميجا باسكال ، وهو قريب من عائد الحديد الزهر HT250 ، والذي يسبب بسهولة المادة ل أَثْمَر.

الشكل 20 - - توزيع الدورة في صندوق مربع الأداة السفلي عندما تكون قوة القص 1500kn

5. الخلاصة

في هذه الورقة ، استنادًا إلى طريقة العناصر المحدودة ، استنادًا إلى ظروف العمل الفعلية لمكون مربع مربع الأدوات السفلي ، استنادًا إلى إنشاء النموذج الصلب الدقيق ، يتم تحديد نوع وحدة معقول ، و يتم تنفيذ عملية التعطل المعقولة لإنشاء نموذج عنصر محدود ، باستخدام ANSYS. البرنامج يؤدي تحليل الإجهاد. من خلال التحليل ، خريطة السحابة الإجهاد وتغيير الإزاحة الرسم التخطيطي السحابي لصندوق مربع حامل الأداة السفلي يتم الحصول على التجميع ، ويتم عرض موضع تركيز الإجهاد بصريًا. تظهر نتائج التحليل أن عامل الأمان لتصميم مربع مربع مربع الأدوات السفلي معتدل ، ويمكن أن تلبي قوته وصراقته العمل المتطلبات.