座椅骨架的三维建模及模态分析.docx
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座椅骨架的三维建模及模态分析
1实体建模
1、座椅骨架实物
下图为所需分析的座椅骨架的实物图:
图1-1实物图
可见其中的底座的比较复杂,在下面建模的过程中作适当的简略。
2、CATIA建模过程
2.1靠背
这个部分的建立比较简单,进入草图画出其大概的轮廓:
图1-2靠背草图
退出xy面草图后,进入yz面上画出圆环,退出后用加强肋拉出实体:
图1-3靠背框架
再在中间两边各加两个小凸台,并连上弹簧:
图1-4弹簧和凸台
最后在其上添加一个靠枕即可:
图1-5靠背
2.2底座
同样,首先进入草图,画出整体轮廓:
图1-6底座草图
退出草图拉伸出实体,并进行一系列的凹槽处理成大致形状:
图1-7底座1
再进行抽壳:
图1-8底座2
最后进行细节的处理,添加平板,打出螺纹孔以便进行装配:
图1-9底座
2.3螺钉和螺母
其建模过程比较简单,在此不再详述:
图1-10螺钉草图
图1-11螺钉
图1-12螺母
2.4连接板
先量出角度和比较重要的参数,画出草图:
图1-13连接板草图
拉伸出实体,并以底座上的打出的螺纹孔相应的打出连接板上的孔:
图1-14连接板
2.5装配
将以上建立的零件模型载入到装配设计里面。
图1-15螺钉与连接板的装配
图1-16螺钉与螺母的配合
图1-17其中一半的装配
图1-18装配完成
2模型的导入和导出
将建立好的CATIA装配图保存成.stp格式。
打开ANSYS12.0workbench,点击工具栏里的Import导入catia的装配件
图2-1模型导入
双击geometry,之后点击Generate生成实体模型。
图2-2实体模型
3基于ANSYS12.0对模型的模态分析
在workbench的界面上首先点击Modal之后双击Geometry,再从文件菜单中导入.stp的装配文件。
点击generate之后生成和上图一样的图形。
点击下图的setup开始进行分析:
图3-1分析菜单
图3-2网格划分
点击Analysissetting,选择分析的最高阶为二十阶,最后点击solve进行分析,得到不同主振型下的总体变形:
图3-3各阶的固有频率
各阶的总体变形:
图3-4第一阶
图3-5第三阶
图3-6第四阶
图3-7第五阶
图3-8第六阶
图3-9第七阶
图3-10第八阶
图3-11第九阶
图3-12第十阶
图3-13第十一阶
图3-14第十二阶
图3-15第十三阶
图3-16第十四阶
图3-17第十五阶
图3-18第十八阶
图3-19第二十阶
小结:
在某一个固有频率下,系统可能达到变形的最大值,引起共振。
由上图的分析可知,在四,五,六,十二的频率下,座椅的变形很大,我们应该避开这些频率。
人体对座椅支撑面X、Y、Z三个轴向输入最敏感,而在垂直方向上更加敏感,我们必须要避开这些与人体固有频率接近的频率。
4参考文献
[1]盛选禹.CATIA三维机械设计实例.北京:
机械工业出版社,2003.2
[2]丁仁亮.CATIAV5基础教程.北京:
机械工业出版社,2007.8
[3]张乐乐苏树强谭南林ANSYS辅助分析应用基础教程.北京:
清华大学出版,北京交通大学2007.10
[4]余志生.汽车理论.北京:
机械工业出版社,2010.7
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