solidworks有限元分析摇摆机构案例

Swaying Machine摇摆机构

1 设计要求：
该装置为一电风扇的摇摆机构，机构的负载较小，设计载荷为50N。
2 分析零件
件1本体零件是主要的承载零件，因此，这里对本体零件进行静强度校核。
3 分析目的
验证件1本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；
4 分析结果
零件的材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为49.6cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-32所示。模型的较大von Mises为4.9MPa,零件的安全系数约为31。零件安全。

图1-32 静力分析应力云图
5 零件改进
零件上的应力很小，此机构用于电风扇的摇摆机构，因此需要尽量减轻装置的质量，将零件的材料换成塑料件，使用ABS塑料，材料的张力强度为30MPa。
更改零件的材料为ABS塑料进行静力分析，结果如图1-33所示：较大von Mises为4.7MPa，安全系数约6.4，零件是安全的。

图1-33 改进模型应力云图
6 成本节约
零件的体积为49.6 cm3，使用灰铸铁，零件的质量为357.1g，生产10000件所需的材料质量为3571kg，以当前的市场价格8000元/吨，成本为28568元；使用ABS塑料，零件的质量为51.1g，生产10000件所需的材料质量为511kg，以当前的市场价格13000元/吨，成本为6643元，那么可以节约材料成本为21925元。
另外从制造方法看，后者节省加工成本。