4.1有限元分析目标Р根据分析计算27自行车架的强度和刚度,采用solidworks进行三维数字化建模,利用solidworks simulation进行有限元分析计算,分析类行为静态分析。Р4.2钢结构有限元数学模型如图1Р图1 钢结构有限元数学模型Р此自行车架的设计秉承人们的审美观念与使用要求,外形简介大方,大小适中,各部位采用空心管,质地轻便。Р4.3材料性能Р材料的力学性能如表2所示:Р表2 铝合金6061力学性能Р项目Р 弹性模量Р泊松比Р 密度Р 拉伸强度Р 屈服强度Р参数Р69GPaР0.33Р2700kg/m^3Р124MPaР55MPaР 4.4约束Р自行车架前竖梁要与前叉配合,因此可以给前竖梁下端面一个固定约束,自行车后轮车架要与车后轮轴配合,因为可在车后轮架加一轴成轴配合约束,分别如图2、3所示。Р Р 图2 图3Р4.5载荷如图4Р图4Р假设骑该自行车的人的体重中,最大为90kg,则正常情况下该自行车所受载荷为900N,但由于在骑行过程中在路面遇到较大的凸起物时,会产生近2g的加速度,因此,由公式Р得实际最大载荷为1764N。Р载荷取整为1800N。Р4.6离散化Р网格图如图5所示Р图5Р 网格在有限元分析起关键作用,其划分精度关系到计算结果的准确性,此车架各网格参数如下:(1)单元大小:7.315mm;(2)公差:0.36575mm;(3)网格类型:实体网格;(4)节总数:73909。Р4.7分析结果Р应力如图6所示,位移如图7所示Р 图6 图7Р设自行车安全系数为K=1.10,实际强度系数k由公式Рk=σs/F=55148500/43557008=1.27Р得k=1.27>K=1.10,所以满足强度要求。Р由图可知最大位移为0.303mm,位移很小,则刚度也满足要求。Р五、结论Р 经过有限元分析验证,27自行车架满足相关国家标准的强度和刚度要求。
全文预览
