有限元分析报告-空调支架
有限元静力学分析实例
（2）定义集中力在主菜单中选择Load——Manager，在弹出的对话框中进行如图27所示的设置，然后点击Continue，在弹出的对话框中进行如图28所示的设置，然后点击OK。
图27图28
在Load Manager对话框中可以看到，如图29所示，名为Load-Point的载荷在分析步Step-Load-1中开始起作用，并延续（propagate）到分析步Step-Load-2中。
图30图31
图32
（4）定义受剪力的面返回Load功能模块，在主菜单中选择Tools——Surface——Create，在弹出的对话框中，在Name后面输入Surf-Load，然后点击Continue，选择如图33红色区域。
图33
（5）定义面载荷在Load Manager对话框中再次点击Create，进行如图34所示的设置，在弹出的Edit对话框中，设置向量起始坐标（0.0,0.0,0.0），回车确认，输入向量的终点坐标（0.0,-10.0,0.0），再次回车确认。设置Magnitude（大小）为36，点击OK，得到的部件如图35所示。
2.由于关心的是应力集中部位的应力状态，所以在模型中使用C3D20R单元（20节点六面体二次减缩积分实体单元）。
3.基于结构和载荷的对称性，可以只取模型的1/2进行分析（见图1）。
4.由于圆孔处螺纹的应力应变状态不是所关心的重点，可以简化杆件和圆孔之间的连接关系（如图1所示），不对杆件和螺纹精确建模，而是在杆件一端的受力点和圆孔内表面之间建立分布耦合约束。
图8
五、定义装配体
在Module列表中选择Assembly功能模块。点击左侧工具区中的 （Instance Part），接受默认参数，如图9所示，即类型为非独立实体，点击OK。
基于Patran空调室外机支架的有限元分析
基于Patran空调室外机支架的有限元分析付振山;于春玲【摘要】根据《空调器室外机安装用支架规范》对空调室外机支架进行了强度分析,采用Patran有限元软件进行了静力分析和屈曲分析,分析了在规范载荷下的强度和稳定性分析,计算结果表明强度和可靠性满足要求.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】3页(P68-70)【关键词】空调支架;静力分析;屈曲分析;有限元分析【作者】付振山;于春玲【作者单位】威海职业学院,山东威海264210;威海职业学院,山东威海264210【正文语种】中文【中图分类】TH122随着人们生活水平的提高，空调的使用越来越广泛，空调室外机室的安全性不容忽视。
空调室外机一般采用支架支撑，且使用年限较长，因此支架的强度要满足要求。
因支架结构简单常采用工程算法计算强度，方便快捷，同时也存在以下缺点：没有考虑到安装孔等技术细节对应力的影响；对结构中出现的应力集中计算不足；不能了解整体结构的应力分布等。
有限元软件从3D实体出发，利用有限个小的互连子域替代整个求解域，从而克服了以上缺点，在工程中取得广泛应用。
Patran软件具有强大的计算分析能力，能够模拟支架在载荷作用下各部分的应力和应变，分析支架在载荷作用下的稳定性。
空调室外机支架一般挂在室外，主要承受室外机重力作用，重力载荷基本不变，因此采用静态分析法计算支架在重力作用下的应力和应变，分析强度是否满足要求。
1.1 建立空调支架的3D模型空调室外机支架的3D模型采用SolidWorks软件建立，其结构由两块槽钢和一块等边角钢焊接而成的三角之架,竖槽钢上有3个φ12的固定孔，槽钢截面尺寸为63 mm×40 mm×4.8 mm，角钢截面尺寸为30 mm×30 mm×4 mm，材料为Q235碳素钢，弹性模量E=206 GPa,泊松比v=0.3，密度7.8 kg/mm3。
空调器配管的有限元分析
153129
排气管 蒸发器出口 蒸发器出口 回气连接
摆动
管摆动 管摆动 管摆动
重新设计的排气管与原排气管的区别 : (1) 状形上的区别如图 4 所示 。
图 2 原始模型位移分布云图
313 改进模型结果分析 改进模型指对排气管进行重新设计 。关于配
管的设计 ,应注意以下事项 : (1) 为使应力变小 ,应尽量减小配管相对压缩
阶次 31
32
33
34
35
36
频率 ( Hz) 93180
98122
105107 110108 110197 112119
振型 蒸发器出 回气连接 回气连接 蒸发器出 四通阀出 蒸发器出 描述 口管摆动 管摆动 管摆动 口管摆动 口管摆动 口管摆动
37
38
39
40
119115
128162
139161
718 ×103
0128
胶脚 (橡胶)
10
816 ×102
0148
3 计算结果与分析
图 1 有限元模型
压缩机激励用复数形式表示如下 : Fx = - 210 i , Fy = 160 , Fz = - 50 , Mz = 1000
213 材料参数 本工程分析使用了铜 、钢 、橡胶三种材料 , 各
对模型的裸管系统 (即不加配重) 进行模态分 析 ,分析无配重情况下的管路固有模态 。由于高 频时 , 模态变得十分密集 , 分析结果失去意义 , 根 据所求取频率的最大值至少为所关心频率两倍的 原则 ,我们着重考虑低频模态 。对裸管模型 ,计算 了前 20 阶模态 ,如表 2 。
对于裸管模型 , 排气管有三阶频率 45180Hz 、 46198Hz 、52167Hz 与压缩机的工作频率 4713Hz 比 较接近 。
空调支架的有限元分析
空调支架的有限元分析作者：周亮来源：《西部论丛》2017年第03期摘要：由于空调支架为一个完全对称结构，空调的重量均匀分部在两侧对称支架上，因此只要对空调支架的一侧进行分析即可达到对整体空调支架的分析，同时也达到了简化空调支架分析的目的。
本文分三部分完成：一，空调支架一侧的建模；二，利用有限元分析软件对建好的空调支架模型进行有限元分析；三，根据空调支架模型有限元分析的结果对支架进行强度校核以及结构优化。
关键词：完全对称结构强度校核结构优化一、引言19世纪，英国科学家及发明家麦可·法拉第，发现压缩及液化某种气体可以将空气冷冻，此现象出现液化氨气蒸发时，当时其意念仍留于理论化。
1842年，佛羅里达州医生约翰·哥里以压所落成的新大楼设有中央空调。
一名新泽西州的工程师Alfred Wolff协助设计此崭新的空气调节系统，并把技术由纺织厂迁移至商业大厦，他被认为是令工作环境变得凉快的先驱之一。
被称为制冷之父的美国发明家威利斯·哈维兰德·卡里尔于1902年设计并安装了第一部空调系统，并于1906年得到注册专利。
目前市场上流通的空调支架的材质主要有3种：普通角钢材料，安全使用期一般为5年—7年；防锈能力较强的普通镀锌板，安全使用期一般为7年—10年；具有超强防锈能力的镀铝锌钢板或不锈钢材料，安全使用期约为10年—15年。
二、空调支架的特点分析由于空调支架为一个完全对称结构，空调的重量均匀分部在两侧对称支架上，因此只要对空调支架的一侧进行分析即可达到对整体空调支架的分析，同时也达到了简化空调支架分析的目的。
本次作业可以分三部分来完成：一，空调支架一侧的建模；二，利用有限元分析软件对建好的空调支架模型进行有限元分析；三，根据空调支架模型有限元分析的结果对支架进行强度校核以及结构优化。
三、空调支架的建模本次进行的是空调支架的静力分析，在SolidWorks中建模后导入ANSYS中进行分析，划分合适的网格并分析，本文采用的有限元分析软件为美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件ANSYS15.0。
支架的有限元分析ABAQUS
支架的线性静力学分析实例：建模和分析计算在此实例中读者将学习ABAQUS/CAE的以下功能。
1) Sketch功能模块:导人CAD二维图形，绘制线段、圆弧和倒角，添加尺寸，修改平面图，输出平面图。
2) Part功能模块:通过拉伸来创建几何部件，通过切割和倒角未定义几何形状。
3) Property功能模块:定义材料和截面属性。
4) Mesh功能模块:布置种子，分割实体和面，选择单元形状、单元类型、网格划分技术和算法，生成网格，检验网格质量，通过分割来定义承受载荷的面。
5) Assembly功能模块:创建非独立实体。
6) Step功能模块:创建分析步，设置时间增量步和场变量输出结果。
7) Interaction功能模块:定义分布榈合约束(distributing coupling constraint)。
8) Load功能模块:定义幅值，在不同的分析步中分别施加面载荷和随时间变化的集中力，定义边界条件。
9) Job功能模块:创建分析作业，设置分析作业的参数，提交和运行分析作业，监控运行状态。
10) Visualization功能模块:后处理的各种常用功能。
结构静力学分析（static analysis）是有限元法的基本应用领域，适用于求解惯性及阻尼对结构响应不显著的问题。
主要用来分析由于稳态外载荷引起的位移，应力和应变等。
本章的静力学分析实例按照ABAQUS工程分析的流程对支架进行线性静力学分析，通过实例基本掌握了分析的流程，同时了解接触的定义。
1.问题描述所示的支架，一端牢固地焊接在一个大型结构上，支架的圆孔中穿过一个相对较软的杆件，圆孔和杆件用螺纹连接。
材料的弹性模量E=2100000MPa,泊松比为0.3。
支架的两种工况1 杆件的一端受到沿着沿Y轴为2000N的集中力，其随着时间变化。
2 支架的自由端还在局部区域上受到均布的剪力Ps=36MPa。
时间（S）集中力（F/KN）0 1.50.2 20.4 1问题分析为简化问题，实例基于结构和载荷的对称性。
有限元分析空调优化设计论文
有限元分析空调优化设计论文【摘要】本文运用有限元分析的方法对一款柜式空调器出风面板结构进行了优化设计并进行了仿真，仿真结果表明优化后的出风面板具有良好的强度，能够抵抗跌落测试的最大应力。
【关键词】空调器；有限元分析；优化设计；SolidWorks Simulation；可靠性空调器的出风面板结构设计不当或者强度不足，可能会导致在生产过程、实验过程或物流运输过程等环节中出现外观破损的问题。
破损位置主要集中在出风面板顶部拐角处。
目前空调器的注塑结构件使用的材料主要有ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PS（聚苯乙烯）、HIPS（高抗冲聚苯乙烯）、PP（聚丙烯）、POM（聚甲醛）、PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯，俗称：有机玻璃）等[1]。
在已知空调器零部件材料特性参数的前提下，借助于计算机采用有限元方法对结构（包括各种已知和未知的零部件结构）进行分析，可以避免大量的整机试验，既能保证产品结构强度，节约实验及资财等资源，又能有效提高设计开发效率[2-3]。
针对上述空调器出风面板在实际生产、售后等过程中出现的问题，本文采用SolidWorks Simulation软件对该款空调器出风面板结构强度进行模拟试验，对优化设计后的产品结构进行可靠性分析并给出准确评价，从而达到对空调器出风面板结构优化设计的目的。
解决方案SolidWorks Simulation是一种基于有限元分析（即FEA数值）技术的设计分析软件，其具有不同的程序包和应用程序以适应不同用户的需要。
该款软件作为嵌入式分析软件与SolidWorks无缝集成，方便了用户从最初的物体三维建模到最终的有限元分析一体化操作[4]。
按照SolidWorks Simulation软件的工作特性和本文想要达到的预期设计要求，产品优化设计分析流程如图1所示。
建立有限元分析模型建立空调器几何实体模型时，在保证产品关键结构特点的基础上遵循模型尽量简化的原则，从而达到降低有限元模型分析时间的目的。
连接支架有限元分析
连接支架有限元分析有限元课程大作业指导老师：沈韶华姓名：侯参参班级：06机械5班学号：0601105312008年11月20日目录一、问题描述 (2)二、建立模型，定义材料属性 (4)三、划分网格 (6)四、添加约束，施加载荷，求解 (7)五、结果输出 (8)连接支架有限元分析一、问题描述连接支架尺寸如图所示：其中数据K为学号最后3位***/10，我的学号是531，k为53.1，故尺寸为：101.75.177.1支架材料的弹性模量E=2*1011 Pa，泊松比u=0.3。
约束和加载要求：连接支架在底面的四周边界不能发生上下运动，即不能发生轴向的位移；在底面的两个孔圆周上不能发生任何方向的运动，在半径为9的轴孔的内表面A处分布有k*106 Pa的压力，在宽为10的B表面分布有k*107 Pa 的压力。
进行ANSYS分析。
二、建立模型，定义材料属性1、模型分析该连接支架结构对称，由底板、轴孔和肋板组成，可按由底向上的顺序建模。
2、建模过程1)底板：①显示工作平面，把坐标系绕X轴旋转90度。
用create rectangle by dimensions在工作平面做一个20*50.55的矩形，X：0，20；Y：0，50.55。
在前方X轴外侧的两条交线做半径为7的倒角，并将圆弧和两条直角边形成平面。
②移动工作平面，X、Y、Z增量为13，43.55，0。
用solid circle做圆面，半径为3。
③面相减：大矩形减去倒角和圆。
④拉伸：用alone normal,选择已作的唯一图形，拉伸长度为5。
用reflect把延XZ 平面镜像，把两块对称的volume加在一起。
2)圆柱轴筒和矩形槽①移动工作平面到原点。
用create rectangle by dimensions在工作平面做矩形，X：0，5；Y：9，11。
用alone normal拉伸该矩形，拉伸长度为-70.1，生成长方体。
将该长方体沿XY方向镜像。
②用solid circle作圆，圆心坐标：0，0；半径分别为9和11。
空调管路有限元分析
空调管路有限元分析【摘要】本文针对某款空调室外机配管加上配重块后，产生振动大、噪音高等问题，对空调室外机配管结构建立力学模型后，用有限元程序对其模态分析，得出该配管结构固有频率值和对应固有频率下的振型图。
分析出配管加上配重块后，结构固有频率落在压缩机对配管结构激发频率的共振区内，这样使得配管很容易发生机械共振，产生剧烈的管道振动。
为了验证配管模态分析结果的可靠性，进行了配管固有频率测试，测试值与仿真值在前几阶是相吻合，进一步验证了配管理论的正确性。
【关键词】空调；配管；模态分析；振动空调压缩机配管机械振动的原因主要是：①压缩机主机的动力平衡性能欠佳。
②管内脉动的气流在管道的转弯、变截面等处产生交变的载荷—激振力，导致了管道的机械振动。
配管振动除了引起噪音和异音外，严重时甚至发生断裂，因此对空调配管设计举足轻重。
在空调配管系统的振动和噪声控制方面，美国和日本等发达国家走在了世界前列，采用有限元方法对充满流体的管道进行结构动力特性分析。
目前企业中配管设计主要依赖于工程师的经验，但是在物理样机制造出来并通过相关测试之前，即便有相当工作经验的工程师也无法保证其设计方案能够满足各方面性能的要求。
为了保证可靠性，目前大多数设计方案都偏于保守，导致成本增加。
但即便如此，断管现象仍时有发生，振动、噪音问题也未得到有效控制。
针对某款空调室外机配管加上配重块后振动大、噪音高及其成本较高等问题，采用有限元法对该配管进行结构动力特性分析，得到其固有频率值和对应固有频率下的振型图。
同时采用B&K振动测试分析、力锤和加速度传感器对空调配管进行固有频率测试，测试值与仿真值在前几阶是相吻合的，验证了配管理论的正确性，这对空调配管设计的指导具有重要的意义。
1.空调配管结构的模态分析理论在工程中求解特征方程的近似方法有很多，包括Rayleigh能量法、Dunkerley 法、Ritz法、Subspace法、BlockLanczos法、Reduce法等。
利用有限元分析理论对空调器配管进行优化设计
Science &Technology Vision 科技视界由于空调器配管在空调运行中不仅会产生较大的噪音,而且会致使空调产生故障,为人们的生活带来了极大的不便,再加上传统的空调器配管的设计过程过于简化,只能对系统的部分特性进行反映,而不能让人们对所有的特性进行掌握,因此在测试过程中的进度十分缓慢,效率十分低下,这对空调设备质量的进一步提升是较为不利的。
本文将主要采用有限元分析的方法对空调器配管的设计进行进一步优化。
1空调器配管设计的工艺原则1.1吸气与排气管设计的工艺参数压缩机的排气管能够承受较大的压力,而压缩机的回气管则会产生较大幅度的震动,因此,压缩机的排气管与回气管的设计存在一定的差异。
压缩机在对排气管进行设计时最主要考虑的是如何尽可能降低排气管路的应力,而在对回气管进行设计时要尽量降低应力与震动幅度,只有这样才能尽量降低压缩机回气管的扭力矩,从而有效的提高空调压缩机的质量,降低空调器配管破裂事故的发生。
而通常空调的设计人员将主要把空调器配管设计成壁厚较厚的U 铜型,来达成降低空调器配管震动幅度的目的,尽量将其安装在离空调压缩机较近的地方,并且在压缩机排气管部位只安装一个空调器配管就可,而在压缩机的回气管附近要安装两个空调器配管,从而减小压缩机汽液分离器的震动幅度。
1.2间距设计的工艺参数空调器配管和其他零部件之间的最小间距主要分为以下情况:当空调器配管的长度大于150毫米时,或者其柔度较大时,最小间隙应保持在15毫米以上;当空调器配管的长度小于150毫米时,或者其具有较大刚度时,最小间隙应为10毫米;空调器配管与风扇叶之间的最小间距应为25毫米;而两个空调器配管之间的最小间距为10毫米[1]。
1.3对空调器配管的受力支点进行设计时的主要工艺参数空调器配管的受力支点主要有四个:即压缩机的排气口焊接处、压缩机回气口的焊接处、冷凝器的焊接处、低压阀的焊接处。
而这四个受力支点的主要设计工艺参数则如下所述:1)从空调的具体使用情况上进行判断,空调低压阀上的焊接点出现破损和断裂的情况较少,对空调器配管的影响较小。
空调支架ANSYS分析
ANSYS分析实例详解姓名：XXX 学号：XXX 专业：XXX 内容：空调支架的有限元分析本次作业为对一空调支架的有限元分析，其主要内容包括空调支架的建模、有限元分析、强度校核以及结构优化等。
下图为空调支架一侧的实物图片：1、空调支架的特点分析由于空调支架为一个完全对称结构，空调的重量均匀分部在两侧对称支架上，因此只要对空调支架的一侧进行分析即可达到对整体空调支架的分析，同时也达到了简化空调支架分析的目的。
本次作业可以分三部分来完成：一，空调支架一侧的建模；二，利用商业化有限元分析软件对建好的空调支架模型进行有限元分析；三，根据空调支架模型有限元分析的结果对支架进行强度校核以及结构优化。
2、空调支架的建模空调支架的具体尺寸图如下图所示：考虑到空调支架模型结构简单，故在此没有利用三维软件建模而是直接在有限元分析软件中进行建模，本次作业采用的有限元分析软件为美国ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）软件ANSYS10.0。
建立模型包括设定分析作业名和标题，定义单元类型、定义材料属性、建立三维模型、划分有限元网格。
2.1设定分析作业名和标题打开ANSYS软件进入ANSYS操作界面，首先从主菜单中选择【Preferences】命令，勾选Structural。
然后从实用菜单中选择【Change Jobname】命令，将文件名修改为Ktiao2，从实用菜单中选择【Change Title】命令，将标题修改为Ktiao2。
如下图所示：2.2定义单元类型在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构、分析类型和所分析的问题精度要求等，选定适合具体分析的单元类型。
本文中选用8节点六面体单元Solid185。
如下图所示：2.3定义材料属性由于空调支架所用材料为45#钢，故可查得45#钢的弹性模量为210Gpa，泊松比为0.3。
从主菜单中选择Preprocessor>Material Props>Material Models命令，打开定义材料模型属性窗口，对材料弹性模量和泊松比进行设置。
汽车空调压缩机支架模态及动刚度分析
630 2880 2310 1110 1460 4230 980 10110 8160 180
为了直观的分析 0～800Hz 范围内每一频率下对应的动刚度值，我们采用曲线表示，并 增加 400N/mm 目标值曲线，如下图所示;
差
好
差
好
差
好
总结
1. 根据以上分析该空调安装支架模态一阶频率为 348.30Hz，远大于发动机怠速频率 28Hz 以及空调压缩机最大频率 100Hz，满足设计要求; 2. 该空调安装支架主要安装点动刚度基本满足目标值≥400N/mm 目标要求。
参考文献：1. MSC Nastran 2007 r1 Quick Reference Guide 2. 庞剑，谌刚，何华《汽车噪声与振动-理论与应用》[M].北京：北京理工大学 出版社.2006.6 3. 李楚琳,张胜兰，冯樱，杨朝阳《hyperworks 分析实例与应用》 机械工业出版 社 2008.7 4．
频率，满足分析目的要求，其阵型图如下图所示；
一阶 348.30Hz 弯曲模态
二阶 577.70Hz 扭转模态
2.2 动刚度分析
原点动刚度分析激励点与响应点为同一坐标点，在相关的激励点位置施加 1N 的单位力， 结构阻尼比为 0.05，输出速度与频率坐标 mobility 曲线； 车身主要安装点的动刚度分析需要用到的模型文件有： （1） 安装支架有限元模型文件（*.bdf 文件）； （2） 安装支架的模态计算结果文件（*.op2 文件），频率范围为 0～800Hz。
c kx F x 0为复常数
假设方程的解是简谐运动: 得到系统频域方程： 动刚度kd:
x =x 0e jt
(mjc k)x F0
kd= F /x =F0 /x 0=mjc k =j x
ZZ62002042支架整机有限元分析
- 131 -工 程 技 术在综采工作面回采过程中，液压支架为采煤机、刮板输送机以及人员作业提供一个安全的作业空间，因此，液压支架在综采工作面发挥着极为重要的作用。
受直接顶与老顶来压的影响，支架可能长期处于高压下工作。
同时，随着工作面回采，需要人员不断地井下操作支架进行推溜、移架工作，人员与设备的安全问题显得异常重要，液压支架的结构件必须具备足够的强度，因此，液压支架的安全性就是液压支架优化设计中的重中之重。
该文引入ZZ6200/20/42支撑掩护式液压支架，在构建有限元模型的基础上，围绕其展开分析。
基于井下作业的恶劣条件，先以有限元分析软件对ZZ6200/20/42支撑掩护式液压支架展开静力学分析，然后立足于分析结果进行现场试验。
最后，根据结构件上的高应力分布区域给出了板材选用的建议以及结构优化设计时的注意事项。
１ ＺＺ６２００／２０／４２支撑掩护式液压支架概况ZZ6200/20/42支撑掩护式液压支架是该公司为蔚州单侯矿所生产的四柱支撑掩护式支架，由于支架强度理论计算时只能得到支架结构件某些特殊截面处的应力数据，无法获取支架整机任意处的应力数据，因此，该文拟采用较为先进的有限元分析手段来恢复整个支架的应力场，为支架的强度校核提供有力的参考。
２ ＺＺ６２００／２０／４２支撑掩护式液压支架有限元模型的构建在构建ZZ6200/20/42支撑掩护式液压支架有限元模型时，对支架整体受力影响微乎其微的部件和结构需进行一定程度的简化，将载荷直接加载到上、下柱窝处[1]。
当对ZZ6200/20/42支撑掩护式液压支架顶梁、底座两端进行集中加载时，因载荷关于支架的对称面对称，同时，支架结构、约束、材料都关于支架的对称面对称，因此可以采用对称约束，即只分析支架结构的一半来替代整个支架，这样可以大大减少计算量、提高计算效率。
此外，支架在进行加载前须在顶梁、底座的两端按最新标准GB25974.1-2010煤矿用液压支架 第一部分：通用技术条件的规定中的位置放置垫块，同时，为防止加载时底座的前后移动，还须在底座的前后端放置垫块卡住底座，以便加载时底座能够正常承载，垫块放置完毕后通过4个立柱进行内加载。
基于Ansys壁式空调支撑架受力有限元分析
壁式空调支撑架受力有限元分析关键字：简单支架、受力、有限元分析摘要：由于空调的大量使用，空调支撑架的结构及性能也显得越来越重要，基于此，我从结构力学的角度用有限元软件分析其受力情况，并对其应力集中的地方进行结构补偿，没有应力的地方，尽量节省材料。
从结构方面不断改进，从性能方面不断提升，使之更美观，更实用。
引言：随着气候的无常的急剧变化，空调已经成为人们的日常生活中的必备品，已经走进了绝大多数人家。
然而，安装空调已然进入了我们的考虑范畴，从能源及成本的角度考虑如何能够使用最少、最轻的建材还能够保证安全，已经成为我们更应该关注的问题。
由此，我从受力方面对其简单的模型进行分析，并对分析结果中应力较大处可以增加材料或肋板等措施来加强，使之能够保证受力安全，对于分析结果中应力较小甚至没有应力的地方，进行结构的改进，使之更加节省材料。
正文：考虑用来支撑空调的钢支架（E=2.1e11，v=0.3）。
支架的尺寸根据空调的大小有所不同，可按照比例适当选取，由于空调的整体重量几乎全部都集中在两个横梁上，故其载荷可以视为固定线载荷。
支架在墙壁上的固定方式为螺栓固定，故为双点荷载约束。
在给定的约束和负载下，分析其变形的形状，同时确定支架上主应力和von Mises 应力。
建模分析过程：1、分析问题：该模型为平面受力有限元分析，有两个螺栓固定将其固定在墙上，故为两个节点约束，空调的整个重量几乎都均布在整个支撑架上，故将其视为固定线载荷。
2、建立有限元模型。
（1）创建工作文件夹并添加标题；在桌面创建一个文件夹，命名为123，用来保存分析过程中所生成的文件。
启动ANSYS，选择“File”——“Change Directory…”将工作目录指向123文件夹；选择“Change Jobname…”输入ywb作为以后分析文件的前缀。
选择结构分析：GUI: Main Menu > Preferences > Structural（2）选择单元；GUI: Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add…在对话框左侧选择Solid选项，在右侧列表中选择Quad 8 node 82选项，即为8节点。
汽车空调冷凝器支架的优化改进设计
汽车空调冷凝器支架的优化改进设计Optimization and improvement design of automobileair conditioning condenser bracket竺志大，王文军，唐 率，孙国荣ZHU Zhi-da, WANG Wen-jun, TANG Shuai, SUN Guo-rong（扬州大学 机械工程学院，扬州 225127）摘 要：对某型号汽车冷凝器支架进行了有限元分析，研究了在给定频率和给定加速度条件下支座在振动台上振动时的应力、应变、位移分布情况以及疲劳寿命问题，对当前结构进行校核以及为后续的改进设计提供依据和理论参考。
关键词：空调支架；有限元分析；疲劳分析；改进设计中图分类号：TH17 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2021)05-0133-05收稿日期：2019-11-18作者简介：竺志大（1965 -），男，江苏扬州人，高级工程师，硕士，研究方向为机械制造自动化，磁悬浮技术。
0 引言随着我国制造业整体水平的提高，对空调系统的舒适性、安全性、节材节能、环境保护提出了更高要求。
冷凝器支架是空调系统的主要部件，起支撑空调的重要作用。
随着空调系统新技术研发和应用的日新月异，空调已从低级发展到高级，实现了小容积，轻质量的节能要求。
而对于冷凝器却很少进行研究，支架本身结构笨重，浪费材料[1]。
在使用过程中，空调工作产生的振动会导致冷凝器的支架使用寿命降低甚至发生断裂破坏，因此，需要研究冷凝器支架结构的动态特性。
CAE 分析是将一个形状复杂的连续体的求解区域分解为有限的形状简单的子区域，即将一个连续体简化为由有限个单元组合的等效组合体；通过将连续体离散化，把求解连续体的场变量（应力、位移、压力和温度等）问题简化为求解有限的单元节点上的场变量值。
求解后得到近似的数值解，其近似程度取决于所采用的单元类型、数量以及对单元的插值函数。
针对这种情况，表示应力、温度、压力分布的彩色明暗图，我们称这一过程为CAE 的后处理。
某纯电动汽车空调压缩机支架NVH性能分析
某纯电动汽车空调压缩机支架NVH性能分析作者：李永越杨树岗刘巧红张晓坤来源：《汽车与驾驶维修（维修版）》2023年第10期摘要：某純电动汽车在怠速工况下打开空调开关，车内出现振动、噪声过大的问题，导致车内乘坐舒适性较差。
采用LMS 数据采集前端SCADAS Mobile对整车在怠速开空调工况下的振动和噪声进行测试，经过频谱分析发现，问题频率主要集中在72.00 Hz 左右，与压缩机工作转频吻合。
对支架进行模态测试及仿真分析，确定问题原因为压缩机在某特定转速下转频与支架固有频率过于接近，产生了共振，导致车内振动、噪声异常。
基于以上分析，对压缩机支架结构进行了结构优化，优化后有效控制了压缩机支架共振的问题，改善了车内振动、噪声水平，提高了乘坐舒适性。
关键词：纯电动汽车；NVH ；压缩机支架；传递路径；模态分析中图分类号：U463.63+1 文献标识码：A0 引言近年来，随着环保意识的不断提高和能源危机的日益严峻，新能源汽车作为未来出行的重要选择，受到全球汽车行业和消费者的广泛关注。
新能源汽车的电动化特性带来了零排放和静音驾驶的优势，然而，随之而来的是对车辆NVH 性能更高的要求。
在汽车的NVH 问题中，空调压缩机作为主要的激励源之一，其振动与噪声问题越发显著。
传统燃油车由于内燃机本身的噪声掩盖效应，使得空调系统的噪声问题相对较轻。
然而，在新能源汽车中，由于电动驱动的静音特性，空调压缩机引发的噪声和振动问题变得更加突出，严重影响了乘坐舒适性和驾驶体验。
当前，虽然对于传统燃油车空调系统的振动和噪声问题已经有了较多的研究和解决方案，但针对新能源汽车空调压缩机的NVH 性能分析研究还相对较少。
因此，深入探讨新能源汽车空调压缩机支架的NVH 性能，对于提高车辆乘坐舒适性，增强新能源汽车市场竞争力具有重要意义。
本文以某纯电动汽车空调压缩机支架系统为研究对象，通过频谱分析及模态测试等相关手段确定问题频率，并利用有限元分析手段进行验证。
空调支架ansys分析
STARTAnsys应用大作业空调支架ansys分析专业：机械电子工程学号：姓名：空调支架ansys分析在日常生活中，我们到处可以看到空调，由于场地的限制，空调经常要依靠支架悬挂在墙体外表面，由于空调质量大，而且经常外挂于高处，如果因为支架不够牢固而造成空调下落，有可能造成伤亡事故，所以我想拿空调的支架来进行ansys分析，分析它的受力变形状况。
（一）模型的简化图1 图2如图1为常见的空调支架实体，图2为我们简化后的模型。
（二）ansys模型的建立设置单元类型为solid brick 8node 185 如图3图345号钢的弹性模量为210GPa，泊松比为0.3，如图4我们设置材料的属性图4先用关键点1（0，0，0）2（0，0.155，0 ）3（-0.540，0.155，0）4（-0.540，0.11，0）生成面，再扩展成厚度为0.005的体，接着用生成块命令生成3个块，4个体再进行相加，如图5所示图5（三）进行网格划分与静态分析根据支架的尺寸，我们设置网格单元大小为0.005，如图6所示，然后进行网格划分，结果如图7所示图6图7我们假设螺钉足够牢固，能把支架牢牢地固定在墙面上，所以我们对支架靠近墙面的面加上各个方向的约束，如图8所示图8由于空调由两个支架支撑，而且下底面压在图1所示的340mm 区域内，所以我先把空调的重力转化为在图中所示的340mm 所在的面积的压强559.831705.880.340.05F P S ⨯===⨯209.811529.410.340.05F P S ⨯===⨯ 如图9进行加压强载荷图9进行求解，然后我们查看结果，查看位移图10，我们可以看出最大的位移在支架的末端，为0.569e-0.4，可见位移很小，在生活中我们基本忽略不计。
图10然后查看Von mises stress图，如图11，我们可以看出应力基本上集中在斜内板的下部分，我们查看标准，GB/T699-1999标准规定45钢抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，伸长率为16％，断面收缩率为40％，冲击功为39J。
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深圳大学考试答题纸
(以论文、报告等形式考核专用)
二○一三～二○一四学年度第 1 学期
课程编号
23111221
02
课程名称有限元分析方法主讲教师龚峰评分
学号20111102
68 姓名朱志强专业年级机械设计制造及其自动化02
题目：空调支架的静力分析与屈曲分析
空调支架的静力分析与屈曲分析
【摘要】“空调支架失效，致使坠落伤人”事件频发，引起了社会的极大响应，整个行业也对“空调支架”充满了许多期许。
究其根源，社会众说纷纭。
本文针对此问题，选取了生活中的一种户外空调支架，对其进行了实测与工况分析, 并采用有限元方法，借助计算机建模软件Solidworks建立空调支架的3D模型，运用Patran/Nastran软件, 建立了空调架的有限元模型，对其进行了静力的应力应变分析和屈曲分析，得出了空调支架在静力条件下的危险工作部位，为空调支架的安全性设计与改进提供了理论依据。
【关键词】空调支架、静力分析、屈曲分析、优化设计
目录
【摘要】 (1)
一、概述............................................................................................ 错误!未定义书签。
二、建立空调支架的3D模型....................................................... 错误!未定义书签。
三、空调支架的静力分析 (3)
1、按实际工况进行应力应变分析 (4)
2、按安全性规范进行应力应变分析 (4)
四、空调支架的屈曲分析 .............................................................. 错误!未定义书签。
1、按实际工况进行屈曲分析 (5)
2、按安全性规范进行屈曲分析 (6)
五、空调支架的优化设计 ............................................................. .错误!未定义书签。
六、结论与展望.............................................................................. 错误!未定义书签。
一、概述
本文所选取的空调支撑架如下图1所示，整体构造由两块槽钢和一块等边角钢焊接而成，经过实际测量和查表可以确定：槽钢型号为：6.3#63*40*4.8，等边角钢为3#30*30*4，而实际槽钢测量值为：63*37*4.8，实际等边角钢测量值为3#30*30*4，与标准件的尺寸基本一致。
经过查询有关文献资料，确定该空调支架使用Q235碳素钢，这是因为Q235有一定的伸长率、强度和良好的韧性，焊接性能良好，而且价格便宜。
另外，Q235材料的弹性模量E=200Gpa,泊松比v=0.3。
图1
由该户外空调机的型号说明表（如下图2所示）可知该空调户外机的质量为62kg，即可得其重力的大小为620N,由于该空调户外机由两个相同的三角支架共同承载，故而单个空调支架的静载荷为310N。
图2
本文的目的如下：
1、校核空调支架在实际载荷下的静力应力应变情况和屈曲失稳情况，分析空调支架是否已经失效。
2、校核空调支架在行业规范规定的承载能力（承载能力不能低于空调器机组自重的4倍）下的静力应力应变情况和屈曲失稳情况，分析空调支架是否会失效。
3、通过校核找出连接部件的薄弱部分，通过加强对最薄弱环节的措施，对空调支架进行安全性的优化设计，以提高空调支架的使用寿命。
二、建立空调支架的3D模型
出于安全性校核的目的，根据实测值（实测值与标准值基本一致）用Solidworks软件建立空调支架的3D模型如下图3所示。
该模型的建立与实物高度一致，只是把焊接处简化成连为一体，对分析的结果影响不大（可通过施加含安全因子的计算载荷得到更精确的解）。
图3
三、静力分析
1、按实际工况进行应力应变分析
将Solidwoks建立的空调支架模型导入Patran软件建立有限元模型。
具体步骤如下所示：a.导入模型后，应先设置分析类型为结构分析，并设置单位制为：mm，MPa，N，如下图4所示；b.通过imprint方法添加载荷作用区域的印痕，如下图5所示；c.通过Tetmesh划分单元网格，如下图6所示；d.施加边界约束与载荷：由于该空调支架通过三个螺纹孔紧固在墙上，可近似看作固定端约束，而施加的载荷为310N，如下图6所示；e. 定义材料属性和单元属性,空调支架材质为Q235钢材，弹性模量E=200Gpa,泊松比v=0.3。
由于只进行静力分析，所以材料的其它属性不代入计算分析。
在Materials中输入材料的属性数值，为协调单位的一致性，输入值E=（200e3）MPa,泊松比v=0.3，然后在properties 中为有限元模型选择建立的材料属性即可完成对空调支架材料和分析单元属性的定义，如下图6所示；f.在Analysis下进行线弹性分析（LINEAR STATIC）,得出空调支架的应力和位移云图如下图8、9所示。
图4
图5 图6
图7
图8:应力云图
图9：位移云图
根据静力学理论分析，空调支架焊接处于螺纹通孔处存在局部的应力集中现象，属于危险部位。
通过有限元分析，从有限元分析结果中可知，空调支架最大应力为39.9Mpa，最大位移位于伸出端最外侧，为0.176mm，由材料手册可知Q235的屈服极限是235Mpa，明显该空调支架是处于安全工作的状态的。
2、按安全性规范进行应力应变分析
由上述分析可知，该空调支架是处于安全工作的状态的，但但并不说明不存在安全性隐患。
根据《空调器室外机安装用支架规范》规定：空调支架的承载能力不能低于空调器机组自重的4倍，使用寿命不得低于空调本身的使用寿命（10-12年）等，由此需进一步对空调支架进行安全性的校核，即对该空调支架施加的载荷为1240N，如下图10所示；分析的结果如下图11、12所示。
图10：施加载荷
图11：应力云图图12：应变云图
通过应力应变分析可知，空调支架最大应力为160Mpa，最大位移位于伸出端最外侧，为0.704mm，由材料手册可知Q235的屈服极限是235Mpa，因而该空调支架是符合规定安全性要求的。
四、屈曲分析
由于该空调支架是由薄壁件构成的，可进一步研究该结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷。
下面对此空调支架进行屈曲分析。
建立屈曲分析的有限元模型，其步骤与建立静力分析有限元模型的过程（前面有叙述）大致相同，施加的预载荷为实际载荷310N，在Analysis命令下选择分析类型为BUCKLING,分析前五阶的屈曲变形情况，其中前三阶的结果如下图13、14、15所示。
一阶屈曲因子为613.13，二阶屈曲因子为630.43，三阶屈曲因子为684.28，取一阶屈曲稳定载荷系数可以计算出该空调支架失稳的临界载荷约为F=613*310N=190.03KN，重新施加190.03KN载荷进行屈曲分析，得出其一阶屈曲系数为0.9994，其数值十分接近于1，如下图16所示，从而进一步验证了该结构失稳的临界载荷约为190.03KN，故而说明了该空调支架在实际工况下并不会发生结构失稳的现象。
图13：一阶屈曲图14：二阶屈曲图15：三阶屈曲
图16
五、空调支架的优化设计
从有限元分析的结果可以看出，该空调支架是在满足安全性要求下工作的，并且尚留有较大的安全性余地，为节约资源和成本，可对该空调支架改用较小一号的槽钢5#50*37*4.5进行经济性的优化设计。
再次对此进行静力分析，施加实际载荷310N，得到的应力与应变云图如下图17、18所示，最大应力为25000MPa，远远大于许用值235MPa，因而该优化设计不可行，从标准件与安全性考虑，原设计是比较理想的。
图17：应力云图图18：应变云图
六、结论与展望
结论：1、从该空调支架静力应力应变分析和屈曲失稳分析的结果来看，该空调支架在实际载荷下和在行业规范规定的承载（承载能力不能低于空调器机组自重的4倍）下并没有发生失效，该空调支架是满足安全性要求的，在规定使用的期限内不会存在安全性隐患；2、通过尝试对空调支架进行经济性优化设计，并再次进行有限元分析，得出了不合理的结果，从而验证了原空调支架的设计是比较合理的。
展望：厂商制造空调支架前，可先对其进行工况分析,建立空调支架的3D模型，然后采用有限元方法，运用相关有限元分析软件（本文用Patran/Nastran 软件）, 建立空调支架的有限元模型，对其进行静力的应力应变分析和屈曲分析，得出空调支架的危险工作部位，最后通过对空调支架的结构进行进一步的改进与安全性优化设计，得到最优的空调支架结构，不但经济实用，而且安全可靠，这样也为相关行业杜绝“空调支架失效，致使坠落伤人”事件频发提供了解决之道。
致谢
本文是在龚峰老师的悉心指导下顺利完成的，在限元分析这门课上让我学到了很多本专业的相关知识，开阔了我的工程视野，并且让我体验了利用课堂知识去分析实际问题的过程，提高了自身的工程素养，由此，衷心感谢龚峰老师！。