濟(jì)南天山精工軸承公司介紹電子式試

驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)有限元分析

1 引言

試驗(yàn)機(jī)是檢測金屬和非金屬物理性能的主要

設(shè)備之一，主要用來進(jìn)行金屬和非金屬材料的拉

伸、壓縮、彎曲和剪切試驗(yàn)，從而得出材料的力

學(xué)性能指標(biāo)。主機(jī)是試驗(yàn)機(jī)工作的執(zhí)行元件，是

直接影響試驗(yàn)機(jī)工作能力的關(guān)鍵組成部分，既要

滿足使用要求，又要降低設(shè)備的重量，節(jié)省成本

。所以，有必要對試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)進(jìn)行有限元

分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。下面以廣州

澳金生產(chǎn)的“廣工”牌WDW-20KN微機(jī)控制電子式

試驗(yàn)機(jī)主機(jī)為例，利用ANSYS軟件進(jìn)行靜力

及瞬時(shí)動態(tài)有限元分析。

2 主機(jī)受力框架結(jié)構(gòu)

電子試驗(yàn)機(jī)主機(jī)一般采用門式框架結(jié)構(gòu)

（如圖1所示），主要由上橫梁、中橫梁、工作

臺、絲杠、螺母副、主機(jī)立柱、導(dǎo)向塊、立柱、

壓盤、傳感器、電機(jī)、同步齒形帶、帶輪、軸承

等組成。

工作原理：電機(jī)經(jīng)同步齒形帶和行星輪減速

系統(tǒng)減速后，拖動滾珠絲杠副旋轉(zhuǎn)，從而帶動中

橫梁上下移動，完成試驗(yàn)。

1 電子試驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3 主機(jī)有限元分析

3.1 網(wǎng)格單元選取與材料特性

從主機(jī)零部件三維尺寸考慮，在有限元分析

計(jì)算中，這些零部件選用實(shí)體單元solid45.該單

元為8節(jié)點(diǎn)六面體單元，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有3個(gè)平動自由

度，對各種實(shí)體復(fù)雜界面有較好的逼近。由于所

有接觸都是面接觸，選取CONTA174與TARCE170接

觸副單元處理這類面接觸問題。

根據(jù)力傳遞路線確定參與結(jié)構(gòu)分析的零部件

。將不關(guān)心的結(jié)構(gòu)在不影響計(jì)算精度的前提下進(jìn)

行剔除，保留了23個(gè)主要零部件并分別采用不同

的金屬材料。主機(jī)整體仿真外觀如圖2所示。

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