MeshFree|龙骨吊件仿真分析

  某龙骨吊件吊挂物品的最大质量为120kg，本文对该龙骨吊件在吊挂最大质量物件情况下进行受力分析，通过有限元分析得到龙骨吊件各部件在悬挂重物条件下整体应力云图分布及整体变形云图，确定该龙骨吊件是否满足吊挂最大质量100kg的要求。

  龙骨吊件结构示意图如附图1所示。

部件材料特性

MeshFree仿真模型建立

分析流程

部件相互关系、约束及载荷施加

   在上述静载荷工况及力学模型基础上，通过MeshFree对龙骨吊件进行了仿真计算分析，应力计算计算结果如附图3所示（其中，计算结果中的应力均为按第四强度理论求得的等效von-mises应力），位移变形云图如附图4所示。

abaqus仿真模型建立

分析流程

1) 在CAD软件中建立三维装配模型，并进行相关简化以便适用于有限元分析；

2) 将三维装配模型导出为*.stp中性文件；

3) 在hypermesh中进行六面体网格划分，将划分的网格模型导出abaqus可用的*.inp文件；

4) 在abaqus中对模型进行模型网格划分、载荷和约束施加、接触关系添加等；

5) 提交分析并得到仿真分析结果。

网格划分

最终得到单元数量为35288，节点数为46128。

分析工况

根据技术要求中给定载荷条件，对最大吊挂质量120kg静载荷工况进行有限元仿真分析，工况情况如表2所示。

部件相互关系、约束及载荷施加

1) 在各部件之间施加相互关系，实际装配中采用螺纹连接部位采用绑定关系，其他相互接触部位采用通用接触关系，摩擦系数设置为0.1；

2) 对龙骨端面上节点施加固定约束；对模型对称面上节点施加对称约束；

3) 在螺杆底面创建参考点，参考点与螺杆底面施加耦合约束，在参考点上施加600N向下拉力。

结论

根据表3可以得出以下结论：

1) 龙骨吊件在垂直方向承受120kg载荷情况下，通过MeshFree与abaqus计算，各部件最大应力值均未超出材料屈服极限

2) MeshFree计算最大应力值为273.23MPa，位于龙骨吊架下部与U形架螺母上；abaqus计算最大应力值为277.3MPa，最大值部位与MeshFree计算结果一致。两者计算得到的应力云图分布基本一致，最大应力值相差4Mpa

3) MeshFree计算最大变形量为0.32mm，abaqus计算最大变形量为0.5mm，两者相差0.18mm