刘金标

(宜昌测试技术研究所，湖北 宜昌 443003)



基于有限元分析的锁紧支架结构优化设计

刘金标

(宜昌测试技术研究所，湖北 宜昌 443003)

首先使用Pro/E软件建立了锁紧支架的三维模型，然后应用集成于Pro/E内的ANSYS Workbench软件对锁紧支架进行有限元分析，并根据分析结果对结构进行改进和优化，对材料进行重新选定，以达到设计要求。最后用实例证明，锁紧支架的强度、刚度和质量满足要求，既缩短了研发周期，又降低了制造成本。

锁紧支架；结构优化；有限元分析；强度

锁紧支架是某水下设备中极为重要的零件，安装在支撑壳体内，通过安装在其上的液压缸活塞杆的伸出，锁紧固定盖板，实现盖板与支撑壳体之间的水密。由于锁紧支架位于水下设备的上方，其质量大小对设备的姿态稳定性影响很大，故其在满足足够的强度和刚度[1]要求的同时，质量应尽可能小。由于锁紧支架受力复杂，结构形状不规则，故理论计算存在很大的难度，为节约成本和缩短研发周期，本文采用Pro/E进行三维建模，利用集成其内的ANSYS Workbench[2]对锁紧支架进行有限元分析，并不断优化，直至设计出合格的产品。

1 锁紧支架的结构设计

锁紧支架结构形状不规则，质量要求苛刻，主要存在如下特征：与支撑壳体相连的安装面，液压缸的安装面以及液压缸活塞杆导向槽。设计导向槽的目的是为了防止活塞杆在伸出过程中发生转动。锁紧支架在支撑壳体上的装配示意图如图1所示，锁紧支架结构示意图如图2所示。……