遼寧曙光汽車集團股份有限公司　戴玉晶

汽車模具吊耳強度有限元分析

遼寧曙光汽車集團股份有限公司戴玉晶

本文基于ANSYS10.0軟件對汽車模具吊耳強度進行分析的過程，在計算過程中，充分運用了材料非線性等分析技術(shù)，從而能準確得到模具應(yīng)力分布，來考察模具吊耳結(jié)構(gòu)強度指標(biāo)。

模具；ANSYS；材料非線性；強度

一、前言

由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大，模具吊耳結(jié)構(gòu)也必須采用相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)尺寸，導(dǎo)致整體尺寸大于壓力機尺寸，無法完成模具調(diào)試任務(wù)，因此需對模具吊耳進行再加工，在確定方案后，對更改后的吊耳結(jié)構(gòu)進行強度校正。

二、計算過程

ANSYS軟件的建模功能相對較弱，為了確保模型符合實際，實際中采取了如下措施：模型的建立采用UG與 ANSYS相結(jié)合的辦法，主體三維立體模型在UG中完成，利用 ANSYS強大的截面加載功能定義受力曲線，三維模型如圖1所示。

圖1　吊耳模型

1、定義材料屬性及網(wǎng)格劃分

1.1 材料屬性

吊耳材料為HT300，材料特性參數(shù)選取為：彈性模量E=1.45e5Mpa，密度r= 7550kgm3，泊松比m=0.26。

1.2網(wǎng)格劃分

為了保證計算精度，將模型劃分為八面體網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格后，模型共有59237個單元，如圖2所示。

圖2　劃分好的網(wǎng)格模型

2、載荷及約束條件的確定

2.1載荷計算

確立的模型以后，還需要對吊耳施加載荷及邊界條件，這是有限元前處理的重要組成部分，整套模具總重約為24噸，綜合其他因素選取安全系數(shù)為1.1，校正后單組吊耳承受約6.6噸壓力。

2.2邊界條件

吊耳位置自由度設(shè)為全約束。

3、分析過程主要模擬模具整體吊裝工況

4、計算結(jié)果

計算后的最大應(yīng)力為889.653MPa。如圖3，其中薄弱位置應(yīng)力值為98.881以下，根據(jù)強度校核理論，鑄鐵為脆性材料，吊耳材料為HT300，極限強度為300MPa，安全系數(shù)N=300/98.881=3.0，根據(jù)相關(guān)資料，對脆性材料的安全系數(shù)可取2-3.5，因此本此更改方案后吊耳強度符合使用要求。

三、結(jié)論

通過ANSYS計算，吊耳結(jié)構(gòu)更改后完全滿足工作要求，在以后的創(chuàng)新及研發(fā)過程中，需要進行大量的有限元分析，ANSYS的應(yīng)用一定能為模具事業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

戴玉晶（1987—），女，遼寧丹東人，工學(xué)學(xué)士，助理工程師，現(xiàn)供職于遼寧曙光汽車集團股份有限公司，主要從事汽車模具研發(fā)及模具生產(chǎn)過程跟蹤。