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2024年3月28日发(作者：ostrich词根)
总第１１３期第３期
２０１２年９月
高 校 实 验 室 工 作研 究
ＳｅｒｉａｌＮＯ．１１３，ＮＯ．３
Ｓｅｐｔ．２０１２
ＧＡ０ＸＩＡ０ ＳＨＩＹＡＮＳＨＩ ＧＯＮＧＺＵＯ ＹＡＮＪＩＵ
基于ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ、ＡＮＳＹＳ 软件曲轴的有限元分析
李雅堂，赵 宣，李贵明
（江苏师范大学物理与电子工程学院，江苏徐州２２１１１６）
摘 要：通过ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ软件建立了曲轴的三维实体模型，利用ＡＮＳＹＳ软件完成了曲轴的有限元分
析，从理论上得到了曲轴的最大受力点承受的应力小于材料的屈服应力，达到了设计要求，为进一步优化
设计提供了技术支持。
关键词：ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ；曲轴；ＡＮＳＹＳ；有限元分析
曲轴是隔膜泵中最重要的机件之一。其结构参数不
仅影响着隔膜泵的整体尺寸和重量，并且对隔膜泵的可
靠性和寿命有着很大程度的影响。因此，曲轴的疲劳强
２ ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ文件转换为ＡＮＳＹＳ文件
ＡＮＳＹＳ软件自身具有建模的功能，但曲轴模型较
度问题就变得更加严重。在设计曲轴时选取正确的尺寸
为复杂。在此，利用ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ软件建立曲轴模型，
参数、结构形式、工艺与材料对保证隔膜泵正常运行、
再将其导人到ＡＮＳＹＳ软件中 ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ与ＡＮＳＹＳ
提高生产率、延长机器使用寿命是非常重要的。
进行模型数据交换的方法很多。方法１：把在ＳＯＬＩＤ－
ＧＥＳ格式，由于ＡＮ．
本文利用ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ软件对隔膜泵的关键部件
ＷＯＲＫＳ中建立好的模型保存为Ｉ
曲轴进行建模，然后将在ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ软件中建好的
ＳＹＳ软件中内置了ＩＧＥＳ交换过滤器，因此，ＩＧＥＳ格式
模型导人到ＡＮＳＹＳ中进行有限元分析，最终验证了曲 的文件可以输入到ＡＮＳＹＳ中。但此种导入的方法在导
轴的设计是符合要求的。
人结构复杂的模型时经常会造成元素的丢失，甚至影响
到网格的划分；方法２：利用ＡＮＳＹＳ ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ和
１ ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ中曲轴的三维建模
ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ之间的无缝链接，该方法的数据交换最
如图１所示，建立的曲轴为ＤＰ１００—５隔膜泵的曲
为完整，没有数据丢失，本文采用此种方法。具体做法
轴。该模型由三个连杆轴颈、三个曲轴轴颈、和一个装
如下：
配大齿轮的轴颈组成。在ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ ２００７软件中根
将ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ中建立好的曲轴模型一ＡＮｓＹｓ—
ｒｌＯＮ便可将模型完全导人
据曲轴自身的结构特点及各自几何尺寸完成建模过程。
ｗＯＲＫＢＥＮｃＨ—ＮＥｗ ＳＩＭＵＬＡ
首先通过建立单个连杆轴颈、曲轴轴颈、曲轴臂和平衡
到ＡＮＳＹＳ ＷＯＲＫＢＥＮＣＨ中。
块，其次通过平移、旋转和镜像操作，生成曲轴的主体
部分，最终生成完整模型。
３ 基于ＡＮＳＹＳ软件的曲轴有限元分析
３．１ 模型属性设定
这里采用的曲轴的材料为铸造合金钢，其材料特性
如表１：
表１ 曲轴材料特性
属性名称
弹性模量
泊松比
抗剪模量
图１ 曲轴的实体模型
质量密度
张力强度
●基金项目：江苏高校优势学科建设工程资助项目，国家自然科
学资助基金（４０３７４０５４）。
数值（单位）
１．９＞ｃ１０ １ Ｎ／ｍ
Ｏ．２６
７．８×１０１０ Ｎ／ｍ
７３００ ｋｇ／Ｉｌｌ
４．４８１３８ Ｘ １０ Ｎ／ｍ
屈服强度
热扩张系数
２．４１２８×１０ Ｎ／ｍ
１．５）＜１０一 ／Ｋ
●作者简介：李雅堂（１９８９一），男，汉族，从事电路设计，计
算机仿真研究。
●通信作者：李贵明（１９８０一），男，汉族，硕士，从事故障诊
热导率
比热
３８ Ｗ ／（ｍ．Ｋ）
４４０ ｊ『／（ｋｇ．Ｋ）
断，信号处理，计算机仿真等研究。
●收稿日期：２０１２—０３—０５
３．２网格的划分
网格划分是有限元数值模拟分析非常重要的一步。
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