基于Creo_4.0的电动机支撑架结构优化设计_马雪芳.pdf
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1、MECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEER网址: 电邮:2023 年第 8 期机械工程师基于Creo 4.0的
2、电动机支撑架结构优化设计马雪芳(特灵科技亚太研发中心,江苏 太仓 215400)0引言在电动机支撑架工作过程中,底部折弯处容易产生应力集中,局部应力很高,导致零件失效3。此次设计利用Creo模块中的Simulate对支撑架结构进行有限元分析,将失效模式复现,对结构进行优化设计,使支撑架的应力值满足设计要求。1设计方案图1所示为电动机与鼓风机的组装图,图中标注部分是需要设计的电动机支撑架,电动机支撑架使用的材料是STEEL,此次设计的目标是使其最大应力值要小于10 MPa2。针对此次设计,准备了3个方案,如表1所示。2分析2.1Creo Simulate工作流程简介图2所示为Creo Simul
3、ate工作流程。其中“创建网格”这个步骤在Simulate中可以默认划分,如果希望更精确或者局部数据更精确,可以自定义网格。以方案1中的截面1的形状分析为例,具体分析步骤如下:1)建立模型(如图3);2)进入到Simulate分析界面(如图4),确定负载和约束条件(如图5);3)运行分析(如图6)。2.2方案1:不同截面对应力的影响设计了4个不同截面,如图7所示。给这些不同截面的支撑架定义相同的负载和约束,所得到的分析结果为:1)截面1的位移和应力(如图8);2)截面2的位移和应力(如摘要:通过使用Creo 4.0软件中的Simulate设计电动机支撑架,在其开发期间做到应力值低于10 MPa
4、。通过改变截面形状、增加倒角、增加加强筋等3种方式进行试验,最终采用“Z”字形截面、增加倒角和加强筋组合的方案,符合设计要求。关键词:仿真;有限元分析;加强筋;倒角中图分类号:TH 122;TP 391.7文献标志码:A文章编号:10022333(2023)08008904Structural Optimization Design of Motor Support Frame Based on Creo 4.0MA Xuefang(Trane Asia-Pacific EngineeringTechnologyCenter,Taicang215400,China)Abstract:The m
5、otor support frame is designed by using Simulate in Creo 4.0 software to achieve a stress value of lessthan 10 MPa during its development,and was tested in three ways,including changing the cross-section shape,addingchamfers,and adding reinforcement.Finally,a combination of Z-shaped section,chamfer
6、and reinforcement is adopted tomeet the design requirements.Keywords:simulation;finite element analysis;reinforcement rib;chamfer图1电动机与鼓风机组装图(模型来源于PTC)表1电动机支撑架研究方案方案说明方案1用4个不同截面,对不同截面形状的支撑架进行分析方案2在应力集中处增加圆角和斜角并进行分析方案3在应力集中处增加加强筋并进行分析图2Creo Simulate工作流程图图3截面1模型图4Simulate 操作界面电动机支撑架89MECHANICAL ENGINE
7、ERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEERMECHANICAL ENGINEER2023 年第 8 期网址: 电邮:机械工程师图7截面图图8截面1应力和位移分析图图9截面2应力和位移
8、分析图表2支撑架截面分析数据截面极值位移量/mm应力/MPa1最大0.01920.995最小00.0102最大0.14260.260最小00.0503最大0.04819.652最小00.0094最大0.16153.330最小00.093图9);3)截面3的位移和应力(如图10);4)截面4的位移和应力(如图11)。整理分析数据可知,截面1位移量最小,截面3应力最小但位移量是截面1的2.5倍,综合考虑选截面1继续分析较为合适,数据如表2所示。2.3 方案2:增加倒角从方案1分析结果来看,发现应力集中在底部折弯处,如图12所示。钣金厚度为4 mm,在底部折弯处增加一个R4的圆角,在顶部折弯处增加一
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