强度分析Word下载.docx

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1000N

机柜的最大变形发生在机柜上部的梁上，最大变形量为48.59㎜；

机柜的最大应力发生在地脚螺栓的连接处，最大应力为2479Mpa。

显然变形量已经超出了使用要求，强度也超出了使用要求。

2、在机柜的侧面纵柱施加均匀的载荷：

最大变形量发生在最上面的横柱上，最大变形量为64.16mm。

最大应力发生在地脚螺栓的连接处，最大应力为2726Mpa。

此刚度实验发生了过大变形量，应力也远远超出使用要求，产生这种结果的原因可能是地脚螺栓处的材料过薄；

约束有问题；

载荷不符合施加要求；

本身模型的错误。

经过优化，对施加的载荷、约束、并通过改变地脚螺栓连接处的厚度，重新分析

1、强度分析（提吊试验）

最大变形量发生在机柜上方的梁上（红色区域），最大变形量为1.637mm（原来3.627mm）。

最大应力发生在地脚螺栓连接处与纵梁螺栓连接处，最大应力值为702.8Mpa（1288Mpa）。

相较于之前可以看出变形与应力都有了明显的减小。

但是最大应力值还是超出了材料的许用强度。

2、刚度优化

在机柜的后面横柱施加均匀的载荷：

1000N。

最大变形量发生在机柜的上端部分（红色区域），最大变形量为18.26mm（原来48.59mm）。

最大应力发生在地脚螺栓连接处与下横柱螺栓连接处，最大应力为2343Mpa（原来2343Mpa，但最大应力点发生了转移）。

最大变形量较于没改动之前有了明显的减小，最大应力有乱栓连接处转移到了新的部位，最大应力值出现新的极限值。

在机柜的侧面纵柱施加均匀的载荷：

最大变形量发生在机柜的上端部分（红色区域），最大变形量为33.23mm（原来64.16mm）。

最大应力发生在地脚螺栓连接处与下横柱螺栓连接处，最大应力为1665Mpa（原来2726Mpa）。

最大变形量较于没改动之前有了明显的减小，最大应力有螺栓连接处转移到了新的部位，最大应力值出现新的极限值。

第二次优化：

目标函数：

最小体积

变量：

以发生最大应力的部件（横梁与侧门）的厚度作为设计变量

T-stress，初始值1.5，上下限0.01/4.0

T-stress1，初始值0.8，上下限0.1/4.0

创建响应：

volume，响应类型：

volume

T-stress，响应类型：

stress

T-stress1，响应类型：

约束条件：

在两种加载条件下，出现最大应变的值不超过材料的许用强度500Mpa。

T-stress，上限值：

500，

T-stress1，上限值：

侧门与横梁的厚度分别由原来的0.8mm、1.5mm变为了现在的4mm。

在机柜的侧面施加均匀的载荷：

1、（横向加力）原来的极限应力单元在满足约束条件下应力值小于500Mpa，但是在别的单元上又出现新的应力极限点，而极限应力值有了明显的减小由原来的2343Mpa变为了1690Mpa。

2（侧向加力）原来的极限应力单元在满足约束条件下应力值小于500Mpa，但是在别的单元上又出现新的应力极限点，而极限应力值有了明显的减小由原来的2726Mpa变为了1215Mpa。

1、（横向加力）原来的变形有了明显的减小由原来的18.26mm变为了8.767mm。

2（侧向加力）原来的变形有了明显的减小由原来的33.23mm变为了2.382mm。

第三次优化：

变量：

T-hl、T-zl、T-qm、T-hm、T-cm、T-dj、T-lz、响应类型：

在两种加载条件下，出现最大应变的值都不超过材料的许用强度500Mpa。

T-hl、T-zl、T-qm、T-hm、T-cm、T-dj、T-lz，上限值都为500MPa。

经过13次迭代计算，各部件的厚度值如下

体积与质量如下表所示：

最初的体积与质量：

体积增加了58.42％。

刚度校核：

在横向载荷下，机柜的最大变形量发生在图示红色区域，为4.169mm；

机柜的最大应力发生在地脚螺栓连接与侧门连接处，最大应力值为498.2Mpa。

机柜的变形在允许的范围内，机柜的最大应力也小于材料的许用应力值，机柜满足使用要求。

在机柜的侧面施加均匀的载荷：

在纵向载荷下，机柜的最大变形量发生在图示红色区域，为1.098mm；

机柜的最大应力发生在地脚螺栓连接处，最大应力值为502.6Mpa。

此次试验可得出，机柜满足刚度试验的要求。

强度校核（提吊试验）：

机柜的最大变形量为4.201mm，变形主要发生在前门上；

机柜的最大应力为186.3Mpa，发生应力的主要部位在螺栓连接处。

强度试验表明，机柜的强度满足使用要求。

第四次优化：

在三种加载条件下，出现最大应变的值都不超过材料的许用强度500Mpa。

体积增加了75.91％。

在横向载荷下，机柜的最大变形量发生在图示红色区域，为3.003mm；

机柜的最大应力发生在地脚螺栓连接与侧门连接处，最大应力值为499.1Mpa。

在纵向载荷下，机柜的最大变形量发生在图示红色区域，为9.538mm；

机柜的最大应力发生在地脚螺栓连接处，最大应力值为502.1Mpa。

机柜的最大变形量为8.426mm，变形主要发生在前门上；

机柜的最大应力为212.5Mpa，发生应力的主要部位在螺栓连接处。

灵敏度分析：

（单位Hz/mm）

T-HL

T-ZL

T-QM

T-HM

T-CM

T-DJ

T-LZ

-8.7281E-03

-4.3669E-03

1.6063E+00

-1.3613E-02

-1.5776E-02

-2.7295E-03

6.5566E-03

有上表分析结果可知：

（1）前门板厚的增加对机柜的一阶频率影响最大，即前门板厚每增加1mm，机柜的一阶频率增加1.6063Hz。

（2）表中的负号表示，板厚的增加反而会降低机柜的一阶频率，但影响幅度都比较小。