109_徐聪_基于solidThinking Inspire的旋转推杆轻量化设(3)

3 有限元分析

3.1网格划分

根据模型结构采用实体单元对原始设计模型以及改进后的创意模型进行网格划分。计算过程中所使用的距离单位mm（毫米）、质量单位t（吨），应力单位MPa（兆帕）。鉴于模型的结构特点两个模型均采用四面体单元，详细网格信息见表3.1，有限元模型见图3-1、图3-2。

表3.1 详细网格信息

图3-1原始设计有限元模型 图3-2 创意设计有限元模型

3.2 静强度计算结果

结构静强度设计的基本原则是：结构应确保承受各种运用载荷时具有必要的承载能力。一般规范采用的静强度要求为构件产生的静应力不大于材料的许用应力，确定许用应力时通常以屈服极限为基准，使结构变形处于弹性范围之内，其强度可靠性则通过安全系数予以保障[2]。根据本结构的使用要求以及材料特性选取安全系数为3.5。通过有限元软件计算得到两种模型的结果见表3.2。结果应力云图分别见图3-3，图3-4。根据表3.2可以看出改进后的结构在质量上减轻了37.8Kg，在最大应力上虽略有增加但仍能满足许用应力要求。

表3.2 静强度计算结果

图3-3原始设计模型应力云图 图3-4 创意设计模型应力云图