Cero有限元分析
PTC_Creo_仿真功能_Creo_Simulate_

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Creo Simulate P-Method
6th PASS
Polynomial order 6 (Y=AX6+BX5+CX4+….+G)
15
Creo Simulate P-Method
7th PASS
Polynomial order 7 (Y=AX7+BX6+CX5+….+H)
16
Creo Simulate P-Method
Creo Simulate
——高阶单元分析软件典范
陈利民
Senior AE
目录
Creo Simulate 功能简介 Creo Simulate 原理 P-Method Creo Simulate 有效性证明 典型用户案例 Creo Simulate 应用场景定位 总结
2
Creo Simulate 功能简介
26
等强度梁的结果对比
试验、解析法、Mechanica应力值对比
加载 序号
1 2 3
加载位 置点
D0 D0 D0
砝码数量
1 2 3
试验数据计算后得到 的应力值/Mpa
14.91 29.61 44.52
解析法计算的应力 Mechanica计算的 值/Mpa 应力值/Mpa
14.46 28.92 43.38 14.36 28.73 43.09
• 所有的FEA仿真分析都采用数值逼近的方法 • 结果的精确性依赖于正确的模型和数值收敛效果
5
Creo Simulate有限元理论P-Method
FEA专业人员的典型问题
① 网格这么稀疏,为什么结果会准确?
② ANSYS有超过100种的单元类型,Creo Simulate却不超过20种, Simulate能行吗?
基于Creo和Workbench的齿轮参数化建模及有限元分析

482020.增刊CMTM1 引 言塔式起重机工作时,频繁旋转、提升、下降,在此复杂的工况下,其齿轮系统将受到扭转、振动,齿轮系统容易发生机械共振,过早出现疲劳失效。
因此,塔机齿轮系统设计时,有必要对齿轮固有特性进行分析。
另外,齿轮发生断齿、齿面点蚀、磨损、黏着磨损、齿面塑性变形等失效,其根本原因是齿轮在弯曲应力以及接触应力共同作用下,而发生变形和断裂以及造成的表面磨损。
综合考虑以上两方面原因,对齿轮进行静力学分析和模态分析非常有必要。
传统齿轮设计效率低、周期长,本文首先利用Creo 软件完成渐开线齿轮参数化建模,然后通过Workbench 软件实现齿轮应力、模态分析,探索一种新的齿轮设计方法,为同类型产品设计分析提供一定参考。
2 齿轮参数化建模为适应新的市场形势,旨在解决制造企业三维设计软件在使用性、交互性、数据转换以及对硬件配置需求等问题,美国PTC 公司在2010年推出的一款新的CAD 设计软件Creo 。
本文主要利用Creo 中Parametric 模块强大的三维参数化建模功能,通过 “参数”“关系”“模型基准”“曲线”等命令,建立参数化渐开线圆柱齿轮模型,弥补了workbench 不易创建复杂模型的缺点,提高了设计效率。
2.1 齿轮参数渐开线齿轮基本参数主要有:齿轮、模数、压力角、齿顶高系数、变位系数、削顶系数等,本文中选用的齿轮参数如表1所示。
摘 要:塔机在起吊和转运时对传动齿轮产生强大的冲击和振动,因此在塔机设计时,对其传动齿轮静力学和动力学分析非常必要性。
本文基于Cero 三维建模软件实现塔机渐开线直齿轮参数化建模,并通过Workbench 软件创建有限元模型,根据实际情况对齿轮施加边界条件和载荷,实现了齿轮的静力学和模态分析。
为渐开线齿轮设计和实际生产中如何避免共振提供一定理论参考。
关键词:塔机;齿轮;参数化建模;模态分析中图分类号:TH13 文献标识码:B基于Creo和Workbench的齿轮参数化建模及有限元分析Parametric modeling and finite element analysis of gear based on Creo and Workbench张 帅/ZHANG Shuai 1 刘凤永/LIU Fengyong 1 陈冬冬/CHEN Dongdong 2(1.徐州罗特艾德回转支承有限公司,江苏 徐州 2210002.徐工集团徐工消防安全装备有限公司,江苏 徐州 221000)名 称描 述赋 值z 齿数37m 模数12apha 压力角/°20ha 齿顶高系数 1.0c 齿顶系数0.25d 分度圆直径/mm #m*z db 基圆直径/mm #m*z*cos(apha)da 齿顶圆直径/mm #d+2*m*(ha+x)df 齿根圆直径/mm #d-2*m*(ha+c-x)x 变位系数0k 削顶系数0b齿宽/mm100注:表中“#”中的数值无需输入,通过“关系”模块会自动生成。
基于Creo Simulate的木材抓具有限元分析与优化设计

( En g i n e e r i n g Te c h n o l o g y I n s t i t u t e , No r t h e a s t F o r e s t r y Un i v e r s i t y ,Ha r b i n 1 5 0 0 4 0 ,C h i n a )
设计化的可行性 。
关 键词 :C r e o S i m u l a t e ; 木材抓具; 优化设计; 装载机 中 图分 类号 :T P 3 9 1 . 7 ; N 9 4 5 . 1 5 文 献标 志码 :A 文章编 号 :2 0 9 5 — 0 0 8 X ( 2 0 1 3 ) 0 4 ~ 0 0 9 2 — 0 5
c o s t s .Bu i l d i n g t h r e e - d i me n s i o n a l mo d e l s o f t h e t i mb e r g r i p p e r b y Cr e o Pa r a me t r i c ,a n a l y z i n g wi t h f i n i t e
t i mb e r c a r r y i n g g r i p p e r b y g l o b a l s e n s i t i v i t y a n a l y s i s a n d o b t a i n i n g t h e s t r e s s c l o u d a n d d i s p l a c e me n t c l o u d
第 4卷 第 4期
2 0 1 3年 1 1 月
黑
龙
江
大
Creo有限元分析与优化设计

第4卷第4期黑 龙 江 大 学 工 程 学 报Vol.4,No.42013年11月Journal of Engineering of Heilongjiang University Nov.,2013基于Creo Simulate的木材抓具有限元分析与优化设计龙剑群,沈 微(东北林业大学工程技术学院,哈尔滨150040)摘 要:为了使木材装载机木材抓具尺寸参数设计的更为合理精确以降低材料成本,借助Creo Parametric对木材抓具设计建立模型,通过Creo Simulate进行静态有限元分析,使用局部敏感度分析得出影响木材抓具承载性能的主要设计尺寸参数,利用全局敏感度分析得出主要设计尺寸参数对模型的综合影响,生成了木材抓具静态分析应力、位移云图,确定了影响木材抓具的主要设计尺寸参数,得出了木材抓具优化后的设计参数,验证了设计优化的可行性。
关键词:Creo Simulate;木材抓具;优化设计;装载机中图分类号:TP391.7;N945.15 文献标志码:A 文章编号:2095-008X(2013)04-0092-05Finite element analysis and optimization design oftimber gripper based on Creo SimulateLONG Jian-qun,SHEN Wei(Engineering Technology Institute,Northeast Forestry University,Harbin 150040,China)Abstract:In order to optimize the size parameters of design on the timber gripper and reduce materialcosts.Building three-dimensional models of the timber gripper by Creo Parametric,analyzing with finiteelement analysis by Creo Simulate,resulting the main design dimensions which affect the performance oftimber carrying gripper by global sensitivity analysis and obtaining the stress cloud and displacement cloudof static analysis.Furthermore,it's legitimate to determining the effects of timber gripper main designdimensions,obtaining optimized design parameters of timber gripper and verifying the feasibility of thedesign optimization.Key words:Creo Simulate;timber gripper;optimization design;timber loader收稿日期:2013-10-29基金项目:黑龙江省留学归国科学基金项目(LC2013C12);中央高校基本科研业务费专项资金项目(DL09BB28)作者简介:龙剑群(1991-),男,湖南湘乡人,硕士研究生,研究方向:森林工程;通讯作者:沈 微(1977-),男,吉林永吉人,讲师,博士,研究方向:森林工程,E-mail:swi56@126.com。
CREOSimulate分析计算特点

CREO Simulate分析计算特点本章导读Simulate是一款基于P-code单元的CAE软件,这一点决定了Simulate的特性。
虽然Simulate 比较其他CAE软件而言具有使用简单,快速求解问题等优点,但是Simulate也是基于有限元法的软件,整个分析过程是很固定的。
Simulate的一些特点使得使用者不需要很多的专业仿真知识就可以使用。
在本章,将对Simulate的一些主要的分析计算特点进行探讨。
1工作模式2工作流程3有限元分析(FEA)和几何单元分析(GEA)4材料性能1 工作模式Simulate针对使用者工作界面的不同提供了两种工作模式:集成模式和独立模式。
在集成模式下,Simulate运行环境与工作界面与CREO PARAMETRIC 一致,使用者无须任何训练即可熟悉其工作界面。
集成模式又可根据使用的求解器的不同分为本地模式和有限元模式(FEM Mode)。
独立模式作为一个单独的软件存在,不仅能使用CREO PARAMETRIC 模型,还能使用其他CAD软件建立的模型,但是与集成模式相比,操作的简易性要差,并且不能够与CREO PARAMETRIC 参数相关联。
图4-1 所示Simulate模式包括:组合模式(或称集成模式)、独立模式、Native模式、FEM模式以及精简模式。
图4-1 Simulate的工作模式2 工作流程CAE软件的工作特点与CAD软件有所不同,无论何种CAE软件,其主要工作流程都是相同的,一般得分析过程主要包括前处理、求解、后处理三个阶段。
Simulate也不例外,不仅包含了这三个主要阶段,而且引入了优化设计的概念。
由于Simulate在集成模式下分为两种工作方式,工作流程会有一些差别。
图4-2说明了Simulate在本地模式(Native Mode)的一般工作流程。
固有模式工作流在固有模式下分析和优化模型时,将完成以下由四个步骤组成的过程:图1-1 本地模式(Native Mode)的一般工作流程3 有限元分析(FEA)与几何单元分析(GEA)根据单元网格模拟模型几何的不同,有限元分析可以分为有限元分析(FEA)和几何单元分析(GEA)。
creoSimulate概述

CREO Simulate 概述PTC公司面向设计人员推出了有限元分析软件CREO Simulate(以后章节简称Simulate)功能强大,特别是在Simulate的集成模式(或称组合模式),能够实现与Creo Parametric 模型参数数据全相关,实现了产品设计CAD与CAE环节的良好沟通,是一款操作简单且使用广泛的分析及优化软件。
本文将对Simulate总体情况加以介绍,其主要内容如下:Simulate的功能特性Simulate的特点Simulate的优点进入Simulate环境有限元分析的一般流程三维模型与Simulate模型关系Simulate常用的建模命令1.1简介Simulate 具有两种基本模式 - 集成模式(或称组合模式)和独立模式。
在集成模式下,Simulate具有基于几何特征的测量,所有Simulate 功能都在 Creo Parametric 的操作界面进行,它所带来建模的便捷性是专业CAE软件无法比拟的,Creo Parametric 的参数化与全相关使Simulate分析与研究操作易用和简单。
Simulate集成模式下又包括三种模式,即Native Mode本地模式(软件自带模式)、Simulate Lite精简模式(工艺指南)和允许使用第三方求解器的FEA模式。
在独立模式下,Simulate与Creo Parametric不关联,可以独立进行建模、分析及优化,也可以打开在 Creo Parametric 或其他 CAE 工具中创建的零件,并且可以独立于 Creo Parametric 运行模拟研究,优化模型参数后,模型只能在Simulate中改变,具有基于几何特征和单元的测量,此模式可操作性较差。
一个好的产品设计包括:产品的结构设计、结构评估和结构优化,Creo Parametric强大的建模模型功能,赋予了设计师结构设计能力,Simulate是一种用于计算模型物理性态,进而了解并改进设计的机械性能的多学科结构评估和结构优化工具,可以满足结构设计的全部需求,赋予了设计师结构评估和结构优化能力。
基于Creo_的后桥差速器壳体的有限元分析及设计改进

限元分析ꎬ得出原设计状态下的差速器存在爪部断
裂风险ꎮ
2) 对差速器结构进行结构改进ꎬ增加爪部齿柱
的体积ꎬ再次对其进行有限元分析ꎬ得出此方案不能
解爪部决断裂的问题ꎮ
3 ) 改 进 差 速 器 的 材 料ꎬ 选 用 刚 性 更 好 的
20CrMnTiꎬ经过有限元分析后得出改进材料能有效
解决差速器爪部断裂的问题ꎮ
某公司出品的柴油版多功能全地形车具有良好
其主要工作原理:发动机输出的动力经过变速
的动力性与操纵性ꎬ是一款大扭矩、大功率、适宜运输
箱传递给后桥输入轴ꎬ通过伞齿轮啮合使输出齿轮
载货的车辆ꎮ 客户在使用过程中容易出现后桥差速
转动ꎬ最后通过球笼将动力传递给车轮ꎮ
器壳体爪部断裂现象ꎮ 据统计ꎬ出现这种故障多在路
2.1 建立差速器的三维模型并划分网格
在差速锁状态下ꎬ可以将差速器组件视为一个
整体ꎬ使用 Creo Parametric 绘制出差速器的三维模
型ꎮ 为了方便软件的计算处理ꎬ对三维模型进行简
化处理并划分网格ꎮ 一般来说ꎬ网格划分得越细致ꎬ
轮的位置添加载荷ꎮ
2.3 静力分析结果
根据设定的材料、约束以及载荷ꎬ对差速器进行
就越大ꎬ如图 4 所示(图中左边为爪部最外圆位置)ꎮ
实际情况也是如此ꎬ在恶劣工况下ꎬ差速器爪部
图 2 差速器的网格划分图
上的每一个齿柱都是从红色区域开始撕裂ꎬ然后整
个脱落ꎬ导致零件失效ꎮ
如图 3 所示ꎬ爪根的最大应力为 772.98 MPaꎬ已超
2.2 设定材料、约束以及载荷
差速器外壳材料为 55 钢ꎬ热处理为整体调质ꎬ
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基于CREO有限元分析的椅子结构验证及优化建议

结论
通过有限元分析,对比数据结果我们可以清楚的看到应力分布图,哪里比较薄弱,哪里比较强壮,如果冗余过大需要减材料,达到降低成本的目的,太薄弱我们可以针对性的加强筋,达到提高强度的目的,或者更换材料达到提高强度的目的,这样我们可以用最少的材料达到强度较高,降低重量,节省成本的目的。
基于CREO有限元分析的椅子结构验证及优化建议
摘要:以往进行椅子的结构设计,往往都是根据经验估摸,设计的椅子重量不是很重浪费材料就是过不了国家标准测试,现在利用CREO simulate模块,通过静态分析,疲劳分析,能够准确的计算出椅子最大承重下的临界质量,达到了优化椅子结构,减轻重量,过测试标准不浪费材料,节省成本的目的。
参考文献
[1]面向装配和制造的产品设计指南钟元著北京机械工业出版社2011.04
[2]工程力学罗迎社,喻小明主编北京-北京大学出版社2006.8
[3]机械设计手册秦大同谢里阳主编-北京.化学工业出版社2013.03
[4]龙英,腾召金,赵福永.有限元模态分析现状及发展趋势[J].湖南农机,2009,04.
5.加载力,在我们椅子指定的位置施加载荷m=136kg的冲击,离座面高度15厘米,根据重力加速度,瞬间的落地速度V0=√2gh=√2*10*0.15=1.732,由动量定理瞬间冲击力F0=mV0/t,一般瞬间冲击的时间假设都是0.1s,那么冲击力F0=136*1.732/0.1=2355,总的冲击力F=136X10+F0=2355+1360=3715N
有限元分析在船舶复杂结构强度计算与优化中的应用

有限元分析在船舶复杂结构强度计算与优化中的应用摘要:近些年,受我国社会发展的影响,我国的科学水平不断提升。
由于船舶在日常营运过程中需要承受复杂的力学载荷,比如海浪拍击作用力、船载设备的重力等,船舶复杂结构比如舱壁的肋板、动力系统结构件等一旦出现结构破坏,会造成严重的事故。
因此,为了保证船舶结构在复杂力学工况下不会产生失效现象,必须针对船舶复杂结构件进行力学优化。
有限元分析法是业界目前应用非常广泛的一种强度分析法,本文主要介绍有限元分析法的基本流程,结合三维建模软件CREO和有限元划分软件Hypermesh以及有限元分析软件Ansys对船舶舱壁的肋板进行强度分析和优化设计。
关键词:有限元分析;CREO;Hypermesh;Ansys;强度分析引言现代的航行条件以及航运的特点对船舶的性能提出了越来越高的要求。
船舶结构较为复杂,船舶的结构设计是船舶设计的基础,而船舶的结构强度分析是船舶结构设计中的一个重要环节,对于保证船舶的安全性和稳定性起着至关重要的作用。
通过结构强度分析,能够体现船舶结构的载荷能力,并根据分析结果对原有设计进行改进,以实现船舶承载性能的优化。
现代的数值分析方法为船舶的结构强度分析提供了较多的解决思路,而有限元分析是应用较为广泛的一种。
在有限元分析中,将复杂的船舶外形与结构划分为大量的网格单元,并将所受到的载荷离散化到网格单元中,实现对结构强度的计算。
其中载荷离散化是整个计算分析的一个重要步骤,往往需要花费较长的时间与计算资源,所以需要较为合理的载荷离散化方法,在保证计算精度的同时,提高结构强度分析的效率。
1有限元分析技术概述有限元法是当今工程界应用最广泛的数值模拟方法。
它的基本思想可以概括为:“先分后合”或“化整为零又积零为整”,有限元法适应性强,运用非常广泛,能够灵活的解决许多具有复杂的工况和边界条件的问题。
目前著名的有限元分析软件主要有ANSYS、ALGOR、ADINA、NASTRAN、ADAMS等。
基于Creo2.0装载机铲斗工况的有限元分析及其结构改进

65中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2019.02 (下)1 铲斗工况分析1.1 典型工况装载机在铲掘作业过程中,有三种不同受力情况。
(1)铲斗水平插入料堆,油缸闭锁,可认为只有水平插入阻力作用在斗刃上。
(2)铲斗水平插入料堆,转斗油缸或举升油缸铲取物料时,可认为只有垂直崛起阻力作用在斗齿上。
(3)铲斗边插入边收斗或边插入边举臂进行铲掘时,此时有插入阻力与垂直掘起阻力同时作用。
1.2 载荷作用情况装载机工作装置的作业阻力主要指铲斗插入、铲取、举起时克服的阻力、摩擦力与重力。
为了简化分析问题,现在假设它们作用于铲斗齿尖的刃口上,并集中形成水平插入阻力和垂直掘起阻力。
由于铲斗切削刃上的受载在实际作业中是不可能达到完全均匀的,为了简化问题,可以采用两种较为极端的情况来讨论:第一种情况是对称载荷,在该种情况下,载荷是沿着切削力均匀分布的,计算过程中可看做一个斗刃上的集中载荷作用;第二种情况是偏心载荷,此时载荷偏于铲斗一侧,此时可将其简化为铲斗侧边第一个斗齿的集中载荷。
将对称载荷与受力工况结合起来,如图1所示为铲斗的各种受力工况。
图1 外载荷作用情况2 铲斗的有限元分析2.1 定义材料属性该款9吨装载机铲斗材料为Q345A,安全系数取n=1.2,许用应力[σ]可根据屈服强度与安全系数求得。
其详细参数如下表1所示。
表1 Q345A 的材料属性物理性质数值大小弹性模量E/MPa961.1E5泊松比p 3.0屈服极限σ/MPa 345密度ρ/(g/cm 3)85.72.2 网格划分如图2所示,网格划分是有限元建模的必要与重要的一部分,其网格质量好坏决定着计算精度。
在对计算结果要求不是很高时,Creo2.0可以对铲斗进行网格智能自动划分,不需要人为设置即可满足。
单元格类型选用四面体单元。
图2 铲斗网格模型2.3 定义载荷及边界条件网格化分完成之后即可进行定义载荷及边界条件。
基于Creo Simulate软件的离合器传动件有限元分析

基于Creo Simulate软件的离合器传动件有限元分析杜风娇;刘建刚【摘要】对轻型货车的膜片式弹簧离合器进行了分析与研究.根据车辆使用条件、车辆参数及离合器的零部件的参数,利用Creo Simulate有限元分析软件对该离合器的核心零件进行有限元分析,得出核心零件输入、输出零件的静力学、疲劳、模态等特性验证该离合器的输入输出轴的可靠性及其安全性.【期刊名称】《新余学院学报》【年(卷),期】2017(022)005【总页数】5页(P10-14)【关键词】离合器;摩擦片;有限元分析【作者】杜风娇;刘建刚【作者单位】武夷学院机电工程学院,福建武夷山354300;武夷学院机电工程学院,福建武夷山354300【正文语种】中文【中图分类】TH133.4离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件,主要起传递和切断发动机传给传动系统的动力,以保证汽车的平稳起步、停车和换挡的作用。
离合器的转矩过载时,离合器主、从动部分之间产生滑磨,从而对变速箱等传动系统起到保护作用。
除此之外还可以有效地降低传动系统中的振动和噪声。
本文所研究的离合器主要零件包括膜片、离合器盖、弹簧钢片、传动片和分离轴承总成等,这些关键零部件的设计对整个离合器性能具有很大的影响。
本文采用ANSYS有限元分析软件对离合器关键零部件进行仿真分析,并对其进行模态分析、优化设计,达到缩短离合器开发周期、降低开发费用、提高设计质量、保证其设计精确性的目的。
本文研究的离合器属于轻型货车类型(重1.3t),故本次离合器设计的储备系数β在1.30~1.75之间选择。
因为该车型为小型车,储备系数取β=1.3。
离合器的设计参数为:最大功率、转速分别为81kw、5800r/min(96.67HZ);最大扭矩、转速分别为155 N·m、3800r/min(63.33HZ)。
摩擦片结构参数为:摩擦片外径D=157mm,摩擦片内径d=94mm,摩擦片厚度h=4mm。
CREO有限元分析实例

CREO有限元分析实例CREO是由PTC公司开发的一款集CAD、CAM和CAE于一体的三维产品设计软件。
其中,有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)是CAE模块的一部分,可用于对设计产品在边界条件下的应力、变形、振动等进行分析和验证。
下面是一个关于如何使用CREO进行有限元分析的实例,详细描述了具体的步骤和应用场景。
首先,我们需要在CREO中进行三维建模,绘制出座椅底座的几何模型。
可以使用CREO的绘图工具,根据设计要求确定座椅的外形和尺寸。
在绘制完成后,进行模型的几何修复和优化,以确保模型的完整性和正确性。
然后,我们需要对模型进行网格划分。
在有限元分析中,模型需要被离散化为有限个子单元,形成网格。
CREO提供了丰富的网格划分工具,可以根据实际需求选择合适的划分方法和参数。
划分完成后,可以通过查看网格质量指标,对划分的效果进行评估和调整。
接下来,我们需要定义材料特性和边界条件。
在CREO的材料库中,可以选择合适的材料类型,并对其力学特性进行设定。
对于座椅底座,可以选择钢、铝等常见材料。
然后,我们需要定义加载条件和约束条件。
例如,对于强度分析,可以定义在底座四个支撑点施加垂直向下的载荷,同时对底板固定不动。
确定了材料特性和边界条件后,可以进行有限元分析的设置。
在CREO中,可以选择合适的分析类型和求解方法。
对于座椅底座的强度分析,可以选择静力分析或非线性分析,并选择适当的求解器和收敛准则。
设置完成后,可以进行求解,得到应力、变形等分析结果。
最后,我们需要对分析结果进行评估和优化。
在CREO中,可以通过查看应力云图、变形图等来直观地了解座椅底座的强度和刚度情况。
如果发现一些部位应力较大、变形较大,可以进行模型和结构的优化。
例如,可以尝试增加支撑柱的数量和截面积,以提高整体的强度性能。
综上所述,通过使用CREO进行有限元分析,我们可以对设计产品的强度、刚度等进行准确的验证和优化。
基于Creo3.0 simulate堆取料机铲斗的有限元分析

港口装卸2018年第2期(总第239期)基于Creo3.0 simulate堆取料机铲斗的有限兀分析谭康超1梁业1吴焕文21湛江宝钢钢铁有限公司2湛江港集团有限公司摘要:应用Creo 3.0 Parametric建立了堆取料机铲斗数据模型,通过Creo3.0 sim ulate对铲斗进行静态分析、失稳分析、敏感度分析和优化设计研究,确定了引起铲斗在运转过程中突发异常变形的主要原因,为铲斗的优化设计和改良提供了科学的依据。
关键词:斗轮堆取料机;铲斗;Creo3.0 P aram etric;有限兀分析;失稳分析Finite Element Analysis o f Bucket in Stacker-reclaim erBased on Creo 3.0 SimulateTan Kangchao1Liang Ye1Wu Huanwen21Baosteel Zhanjiang Iron &Steel Co.,Ltd. 2 Zhanjiang Port(Group)Co.,Ltd.Abstract:The data model of bucket in stacker-reclaimer is built by using Creo 3.0 Parametric,and the vertical a- nalysis,buckling analysis,sensitivity analysis and optimization design of bucket are carried on byusing Creo 3.0 Simulate.The main reasons for gusty abnormal defor^nation occurring in bucket5 s operation are confir^ned,which provides a scientific- evidence for optimization design and improvement of the bucket.Key words:stacker-reclaimer;bucket;Creo3.0 Parametric;finite element analysis;bucking analysis1引百斗轮堆取料机是广泛应用于冶金、电力、钢铁行 业的装卸设备,在使用过程中,发现其斗轮机构的铲 斗经常会出现突发性的异常变形,导致生产作业无 法延续而停机。
基于Creo5.0的工具梯有限元分析与优化设计

造 。 在 工 具梯 产 品 设 计 中 , 安 全性 指 标 极 其 重
要 般 做 法 是 建 模 开 模 样 机 一 。
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多称为有 限 元的小子域组成 ,
对 每 一 小 子 域 假
设一 个合适 的 近似解 ,
然 后 求 解 这 个 域 总 的 满
足条 件 ,
以得到 问 题的 解 ,
这个解不是准 确解 ,
而是 近 似 解 由 于 大 多 数 实 际 问 题 难 以 得 到 准 ,
确 求 解 而 有 限 元 不 仅 计 算 精 度 高 且 能 适 应
le m e n t
n a l y si sa n d
p ti m i z a ti o n e s i gn o f o ol L a d d e r a s e d
C o n re o5 . 0
X u R o n g h u a
T C Z ( J i a x i ng J i es h u n o u ri s m Pr o du c ts
,
,
各种 复杂对象 ,
因 而 成 为 行 之 有 效 的 结 构 分 析
基于传递路径方法及CREO有限元分析的方向盘振动优化

基于传递路径方法及CREO有限元分析的方向盘振动优化作者:刘全胜沙迪田硕李松来源:《汽车与驾驶维修(维修版)》2024年第06期关键词:方向盘;行驶振动;传递路径;优化;Creo 有限元中图分类号: U463.4 文献标识码:A0 引言随着汽车工业的发展,人们对商用车舒适性的要求越来越高,行驶工况下方向盘振动是汽车 NVH 舒适性的重要评价指标之一,需要在整车研发过程中优先考虑。
方向盘直接与驾驶员接触,若振动偏大会影响行驶舒适性,导致用户抱怨,造成整车厂品牌形象受损及口碑下降。
因此,对行驶工况下方向盘振动的优化研究具有重要工程意义。
车辆行驶时,主要的振动源是发动机、传动系統以及轮胎传递的路面激励引起。
减小传动系对方向盘振动影响常用的方法有:隔振、减振和使部件避开传动系的振动频率段[1]。
通过对行驶时方向盘振动的分析,采用客观参数测量与整车舒适性评价相结合的方法,确定方向盘振动原因及改进措施,本文重点考虑避开传动系振动频率来提升方向盘振动舒适性。
车辆行驶时,方向盘的振动是由激励源经过传递路径传递到方向盘的结果(图1),当激励频率和方向盘的固有频率相同或者接近时,方向盘发生共振,造成振动异常增大[2]。
本文研究课题为某商用车方向盘行驶振动异常问题,总体思路是通过传递路径分析方向盘振动原因,通过CREO 有限元分析工具分析,提出解决方案,最终通过验证,措施有效。
1 行驶工况方向盘振动传递路径分析传递路径分析方法,是一种基于现场试验数据以及叠加原理的激励源识别方法。
它通过分析系统中各个部件之间的振动传递关系,确定主要激励源和传递路径,为振动优化提供科学依据[3]。
在方向盘振动分析中,传递路径分析方法可以通过测量和分析方向盘与汽车其他部件之间的振动传递关系,确定方向盘振动的主要传递路径[4]。
传递路径分析的基本步骤如下。
(1)确定测试对象和测试工况:根据研究目的和实际情况,选择需要测试的方向盘和其他相关部件,并确定测试工况。
基于Creo Simulate的烟夹切管专机横梁有限元分析和优化

基于Creo Simulate的烟夹切管专机横梁有限元分析和优化蔡小尧;朱玉波;倪敏;韩洪彦【摘要】利用Creo Simulate有限元分析软件对烟夹切管专机横梁受力情况进行静态分析,根据有限元分析结果对横梁薄弱部位进行改进设计,对改进后的结构再次进行分析.结果表明,优化改进后的结构性能大幅提高,达到预期设计要求.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】2页(P34-35)【关键词】切管专机;优化设计;有限元分析;CreoSimulate【作者】蔡小尧;朱玉波;倪敏;韩洪彦【作者单位】云南烟草机械有限责任公司,昆明 650106;云南烟草机械有限责任公司,昆明 650106;云南烟草机械有限责任公司,昆明 650106;云南烟草机械有限责任公司,昆明 650106【正文语种】中文【中图分类】TS430 引言不锈钢薄壁矩形管是生产烟夹的主要原材料,生产中需要对矩形管进行定长切割。
受原材料价格上涨、二次加工费较高等因素影响,烟夹的生产成本逐年上涨。
目前国内不锈钢管材加工厂大多采用大型数控切割机床或单台小型切割机。
大型数控切割机床优点在于自动供料并可批量化分段切割管材;缺点是自动供料切割以圆管为主,对生产场地要求高,设备价格高,大批量生产效率偏低。
单台小型切割机优点在于不受场地限制,通用灵活,适应多种管料切割,设备价格低;缺点是单次切割数量少,效率低。
此外,这两种切割方式切割完成的管材还需要进行锯口去毛刺,切割截面质量不均,存在截面变形问题,切割长度误差大的情况。
不能满足烟夹技术需要,需增加后续工序处理,成本偏高,效率低,影响及时化生产等问题[1-2]。
针对上述问题,拟开发烟夹专用切管机,在一个动作周期内可将多根长料管材分4段切割,生产效率大幅提高;切割长度一致性好,切割完成的截面不需额外倒剪毛刺,达到装配要求。
烟夹专用切管机主要包含下支撑机架、上支撑横梁、进料装置、夹紧装置、夹紧支撑装置、切割装置、进刀装置及冷却装置。
怎样用CREO2.0做简单的有限元分析

第一步,打开一个需要进行有限元分析的零件。
第二步,在功能区中点击【应用程序】,在其子菜单中选择【Simulate】。
第三步,在功能区中选择【材料分布】,开始对零件材料的定义。
在导航选项卡中的模型树中,选择需要定义材料的零件。
再在材料属性中点击【更多】,选择零件的材料的类型。
第四步,在功能区中选择【重力】,开始定义零件所受的重力。
第五步,在功能区中【载荷】中,定义零件所说的载荷。
选择载荷受力的曲面,和载荷的大小。
第六步,在功能区【约束】中,定义零件的约束类型。
第七步,在功能区中【分析和研究】新建一个静态分析。
即可以开始进行有限元分析了。
第八步,在【分析和研究】子菜单点击绿色的开始按钮,即可以开始进行有限元分析了。
第九步,在【分析和研究】子菜单中点击结果按钮,即可以查看零件有限元分析的结果了。
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单击下面的来收听音频版本(00:23):材料和Simulate 几何特征模块概述:在此模块中,您将学习如何定义材料和Simulate 几何特征。
目标:成功完成此模块后,您将能够:•定义线性弹性材料。
•定义Simulate 模型几何。
单击下面的来收听音频版本(02:02):概念: 定义线性弹性材料定义线性弹性材料Simulate 使您能够定义各种材料类型。
•各向同性的o线性o超弹性o弹塑性•正交各向异性•横向同性在本课程中,我们只处理线性弹性材料和各向同性材料。
Simulate 可使用在Creo Parametric 中定义的材料。
在该处,可输入计算所需的所有材料数据。
另外,在Simulate 中可定义更多的材料并将其存储在相同的库中或模型本身(零件或装配)。
在Simulate 中定义和分配的材料将覆盖Creo Parametric 中定义的零件材料。
要定义线性各向同性材料:•从库中选择一种材料,或者创建一种新材料。
图 1 - 材料选择•将材料属性描述为温度的函数或参数。
o泊松比、弹性模量、E 和热膨胀系数、CTE 和热导率均可定义为温度的函数。
o所有材料属性均可定义为参数。
稍后,可通过设计研究更改并优化它们。
要创建设计参数,请选择特定材料值并把它连接到以前在Creo Parametric 中定义的参数,或者创建一个新参数。
图 2 - 材料定义图 3 - 材料方向•将材料应用于零件或体积块区域。
在理想情况下,直接参考它们中的材料(例如,梁、壳)。
Creo Parametric、Direct 和Simulate 将材料保存在用config.pro 选项pro_material_dir 所定义位置处的*.mat 文件中。
转换到旧独立模式时检查材料的单位系统(只在Simulate 嵌入模式下可行)。
单击下面的来收听音频版本(02:02):概念: 定义线性弹性材料定义线性弹性材料Simulate 使您能够定义各种材料类型。
•各向同性的o线性o超弹性o弹塑性•正交各向异性•横向同性在本课程中,我们只处理线性弹性材料和各向同性材料。
Simulate 可使用在Creo Parametric 中定义的材料。
在该处,可输入计算所需的所有材料数据。
另外,在Simulate 中可定义更多的材料并将其存储在相同的库中或模型本身(零件或装配)。
在Simulate 中定义和分配的材料将覆盖Creo Parametric 中定义的零件材料。
要定义线性各向同性材料:•从库中选择一种材料,或者创建一种新材料。
图 1 - 材料选择•将材料属性描述为温度的函数或参数。
o泊松比、弹性模量、E 和热膨胀系数、CTE 和热导率均可定义为温度的函数。
o所有材料属性均可定义为参数。
稍后,可通过设计研究更改并优化它们。
要创建设计参数,请选择特定材料值并把它连接到以前在Creo Parametric 中定义的参数,或者创建一个新参数。
图 2 - 材料定义图 3 - 材料方向•将材料应用于零件或体积块区域。
在理想情况下,直接参考它们中的材料(例如,梁、壳)。
Creo Parametric、Direct 和Simulate 将材料保存在用config.pro 选项pro_material_dir 所定义位置处的*.mat 文件中。
转换到旧独立模式时检查材料的单位系统(只在Simulate 嵌入模式下可行)。
单击下面的来收听音频版本(02:44):概念: 定义Simulate 模型几何定义Simulate 模型几何使用Simulate 创建在使用Simulate 时只显示在模型树中的基准和模型几何。
最重要的包括用户定义的笛卡尔坐标系、圆柱坐标系和球坐标系,以及曲面区域或体积块区域。
将曲面细分到曲面区域或将体积块细分到体积块区域是创建载荷和约束的参考或细化的网格的有效工具。
它们作为测量、壳和刚性链接或受力链接的参考也非常有用。
可创建以下基准和模型几何:•点- 与在Creo Parametric 中创建点类似。
如果创建的点不依赖于任何其他模拟基准,便可移入Creo Parametric 模型树。
图 1 - 基准点工具•基准曲线或基准平面- 创建基准曲线和基准平面。
AutoGEM 会将曲线、样条或草绘考虑在内。
图 2 - 基准平面工具•坐标系- Simulate 中的坐标系不同于Creo Parametric 中的坐标系。
不仅允许笛卡尔坐标系,还允许圆柱和球形坐标系。
这些可由载荷、约束、函数、测量和材料方向用作参考,也可在后处理器中用作参考。
定义测量和载荷等内容时,默认情况下,它们参考活动坐标系。
图 3 - 坐标系工具•曲面区域- 它们可用于细分现有曲面,以及来自体积块区域的体积块中的曲面,以确保载荷或约束可被精确放置或强制实施特殊的局域网格。
•体积块区域- 此类区域可细分零件体积块并创建可用作参考的曲面。
体积块区域可具有不同的材料,并且AutoGEM 可将它们的所有边界均考虑在内。
使用“网络曲面”(Mesh Surface) 命令检查定义的区域。
这会在选定的曲面上创建一组栅格线。
曲面区域的草绘不一定要位于待细分的曲面上;它也可以投影到曲面上。
使用体积块区域或曲面区域在圆柱曲面的部分区域创建载荷或约束。
否则,整个圆周区域将默认呈选定状态。
单击下面的来收听音频版本(00:30):高级分析模块概述:在此模块中,您将学习Creo Simulate 中的高级静态、动态和失稳分析特征。
目标:成功完成此模块后,您将能够:•了解预应力静态分析。
•了解模态分析。
•了解动态分析。
•了解线性失稳分析。
•了解非线性稳定性分析。
单击下面的来收听音频版本(04:51):概念: 了解预应力静态分析了解预应力静态分析预应力静态分析会考虑拉伸预应力所引起的应力加固,或压缩预应力所引起的软化。
此分析需要两个后续分析。
其中一种分析定义受预应力后的状态,另一种分析定义操作载荷。
与在大变形分析(LDA) 中不同,这两种分析均为线性分析。
载荷始终施加在未变形结构上,并且不执行任何迭代过程。
在预应力静态分析中,Simulate 对图1 中所示的线性方程进行求解。
图 1 - 静态预应力分析线性方程使用的变量如下所述:•|K| = 弹性刚度矩阵(通过无载荷几何和所使用的材料确定)。
•|Kσ| = 应力刚度矩阵(与先前线性静态分析中所施加的载荷矢量F p所创建的应力线性相关)。
各元素中的每个集成点均通过先前静态分析的应力状态来执行刚度计算。
在先前的线性静态分析中不需要提供应力,因为会根据先前的解对其进行重新计算。
•x = 位移矢量。
• F = 力矢量(定义受力矢量F p施加的预应力的结构上的操作载荷)。
线性静态分析中载荷的线性叠加不再有效时,可使用此分析。
结构为细长状或薄壁以及受到高度拉伸或压缩预应力时,即属于此种情况。
拉伸预应力会增加所生成的刚度,而压缩预应力会减小所生成的刚度。
以下是使用静态预应力分析时要考虑的限制:•应力刚度Kσ的计算方法与线性失稳分析相同。
不需要考虑任何大变形刚度K L;我们有小位移的线性分析。
•只能在Simulate 的3D 模型中使用预应力静态分析,不支持SPA。
•预应力静态分析中所计算的测量结果不包括先前静态分析中的贡献度。
定义选项图2 所示的“预应力静态分析定义”对话框可用于定义预应力静态分析。
图 2 -“预应力静态分析定义”对话框以下是定义预应力静态分析时一些重要的选项:•“使用来自前一设计研究的静态分析结果”(Use static analysis results from previous design study) 选项使您能够读取先前的静态结果而不是新执行的结果。
您可以检查预应力影响,而不必返回不同载荷级别的先前静态分析。
•在“载荷比例因子”(Load Scale Factor) 字段中,可键入载荷缩放因子,该因子将与先前静态分析的解相乘,用于计算应力和应力刚度。
如果先前静态分析中的载荷大小发生变化,您不必对其进行重新定义。
•如果选中“将结果与前一静态分析的结果组合”(Combine Results with Results from Previous Static Analysis) 选项,则先前静态分析的位移和应力将与实际预应力分析结果相加。
如果不选择此选项,则可分别检查这两种结果。
预应力静态分析中的应力输出与其他分析不同,在预应力静态分析中,不输出任何超收敛应力,只输出原始应力。
因此,可能需要稍高的p 级和更好的网格质量,才能达到相同的精度。
与其他分析不同,在后处理器中,可在平均原始应力结果与非平均原始应力结果之间进行选择。
可使用预应力分析来演示初始(或预应力) 载荷与最终生成的位移和应力之间的非线性关系。
但是,对于给定的预应力级别,仍会保留所施加的操作载荷与所生成的变形和应力之间的线性关系。
请注意,如果预应力载荷为压缩载荷且超过临界失稳载荷,则预应力静态分析可能会失败,并发出一条错误消息,指明约束不足。
这意味着失稳载荷因子≤ 1。
单击下面的来收听音频版本(04:02):概念: 了解“使用预应力的模态分析”了解“使用预应力的模态分析”“使用预应力的模态分析”会考虑拉伸预应力所引起的结构的应力加固,或者压缩预应力所引起的软化,它们会导致结构自然频率的变化。
此分析需要两个后续分析。
定义预应力状态的线性静态分析和预应力模态分析本身。
在预应力模态分析中,Simulate 对图1 中所示的线性方程进行求解。
图 1 - 模态预应力分析线性方程使用的变量如下所述:•|K| = 弹性刚度矩阵(通过无载荷几何和所使用的材料确定)。
•|Kσ| = 应力刚度矩阵(与先前线性静态分析中所施加的载荷矢量F p所创建的应力线性相关)。
各元素中的每个集成点均通过先前静态分析的应力状态来执行刚度计算。
•|M| = 质量矩阵•x(t) = 位移矢量如果在大的预拉伸情况下,例如离心载荷下旋转的叶轮机叶片,或者细长型结构(如受到预应力作用的绳索),预期加固和生成的基本频率会增加,可使用此分析。
在高旋转速度下的旋转叶轮机叶片这一示例中,存在一种称作旋转软化的效应,它在某种程度上抵消了预应力加固。
旋转主体的振动会引起相对的圆周运动,从而会改变离心载荷的方向,反过来,这也会使结构变得不稳定。
小偏转分析不能直接解释几何中的变化;可通过刚度矩阵的调节(称为旋转软化) 来解释此效应,但是当前Simulate 不支持此功能。
以下是使用预应力模态分析时要考虑的限制:•应力刚度Kσ的计算方法与线性失稳分析相同。
不需要考虑任何大变形刚度K L;它是小位移的线性分析。
•预应力模态分析只能用于3D 模型。
•与预应力静态分析不同,先前静态分析中的位移和应力不能添加到预应力模态分析结果中。