基于ABAQUS技术的连接件分析与改进设计

赵建荣

（中国船舶重工集团公司第七一○研究所，湖北宜昌 443003）

基于ABAQUS技术的连接件分析与改进设计

赵建荣

（中国船舶重工集团公司第七一○研究所，湖北宜昌 443003）

运用三维机械设计软件Creo Parametric 2.0完成了连接件的三维造型，将其导入到ABAQUS软件中，根据实际工况对其进行了有限元仿真分析。结果表明强度、刚度存在问题，根据薄弱环节对其进行了改进，改良结果符合指标要求。

ABAQUS；强度；刚度

0 引言

在火箭发射装置的设计过程中，左框架、右框架的功能是支撑定向器和火箭弹。连接件为通过螺栓连接左、右框架的部件，其强度和刚度对发射装置在发射状态下的性能和功能起着相当重要的作用[1]。

“众人拾柴火焰高。”王兴富说：“推动盐湖资源开发利用上升至国家战略，仅靠盐湖股份一己之力难以实现，需要凝聚政、产、学、研、用、媒、金各方智慧和力量。”盐湖股份公司将以更加开放的姿态、更加创新的形式，与各界同仁拥抱新时代，把握新要求，呼唤新未来，开启新征程！

优质旅游作为一种多模式、多投资主体、多文化主体的经营业态，对人才的配备具有三方面要求：一是能够运用高智能和现代化设备设施运营手段来经营管理酒店的人才；二是具有系统专业知识和职业素养的专业人才；三是具有创新精神、创造能力、综合性管理能力且懂得经济学、公关学等学科的复合型管理人才。

ABAQUS被广泛地认为是功能最强的有限元软件之一，可以分析复杂的固体力学、结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大、复杂的问题和模拟高度非线性问题[2]。ABAQUS软件的有限元分析功能虽然强大，但它的实体造型功能相对薄弱，用它创建具有复杂特征的零件是相当繁琐和困难的。运用Creo Parametric 2.0软件来建立三维实体模型，将其导入到ABAQUS环境中进行有限元仿真力学分析。

1 建模及简化

图1 连接件结构

应用Creo Parametric 2.0软件建立三维模型，根据分析的需要，去除小特征，对模型进行必要的简化处理，如图1所示，将其另存为Parasolid(*. x_t*)格式，然后在ABAQUS环境下，点击主菜单File→Import→Assembly，即可将模型导入。

2 ABAQUS分析计算

（2）定义接触、边界条件及载荷

（3）提交分析及后处理

师：同学们我们再来看，文章写了花开的四种形态来表现广玉兰旺盛的生命力，这四句话为我们展现了一幅幅生动的画面。听老师读，你们好好体会画面感，待会交流你的所见。

连接件由3个part组成，在实际情况下，3个零件是通过焊接方式连接在一起，在ABAQUS环境下，将各个部分通过Tie连接。将连接件的左端面固定，右端面施加一转矩。由于转矩是施加在一个参考点上，故需要在右端面的中心建立一个参考点，同时将其与右端面耦合在一起，如图2所示，然后施加实际工况下的转矩。

（1）创建材料属性及划分网格

Wolverine销售和营销副总裁Suzanne Johnson表示： “我们看到许多使用不含PFC的服装产品。消费者现在正在寻找其他用于皮革防水剂的技术。将我们的高性能猪正绒面革与用于皮革的HeiQ DuPont ECO-LED无氟拨水剂相结合，为我们提供了满足消费者需求的途径。我们渴望为我们的品牌合作伙伴提供具环保防水性能的皮革”。HeiQ北美Brandforce副总裁Colin Lantz补充道：“这种非PFC防水处理的创新技术实现了Wolverine以HeiQ标誌性环保永续配方闻名的行业领先防水性能”。

图2 参考点与右端面耦合图

设定模型的网格大小为2 mm进行网格划分，对模型的各个部分进行分割后，采用二次六面体单元进行扫掠网格划分，具有较高的计算精度和效率，减小计算代价。最终划分为C3D8R的六面体结构网格，材料为Q235钢，弹性模量为2.16×105MPa ， 泊 松 比 为 0.3， 密 度 为7.8×10-6kg/mm3。

根据云图结果：中间梁的最大等效应力为285.0 MPa，综合最大变形量为4.234 mm，如图3、图4所示。Q235钢的许用屈服强度为235 MPa，根据GJB1810-1993的射击试验标准要求，冲点最大变形量不大于0.5 mm，故上述结构不能满足强度、刚度要求。

3 改进设计

综合观察最大应力和变形处，薄弱环节发生在围板处，因此需要对围板进行加固，在围板的下部增加加强筋板，筋板尺寸为292 mm×20 mm× 5 mm，如图5所示。

图3 等效应力云纹图

图4 综合变形量云纹图

图5 连接件改进结构

对于改进后的连接件重新建模，在约束和载荷都不改变的情况下，对其再进行有限元分析，计算结果为：中间梁的最大等效应力为167.6 MPa，综合最大变形量为1.753 mm。由于Q235钢的许用屈服强度为235 MPa，根据材料力学理论，在实际工况下，该部件处于弹性变形阶段。故该结构件能满足强度、刚度要求。

4 结论

ABAQUS作为一种新型的设计手段，改变了以往“画、加、打”的传统军工产品的设计方法，降低了试制产品的成本。根据连接件的最大应力云图和变形云图，为改进设计提供了依据。根据GJB1810-1993的射击试验标准，改进后的连接件的试验结果充分说明强度和刚度符合试验指标要求。

［1］李军，马大为，曹听荣，等.火箭发射系统设计［M］.北京：国防工业出版社，2008.

［2］赵腾伦.ABAQUS6.6在机械工程中的应用［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

Analysis and Improved Design of Linked Assembly Based on ABAQUS Technology

ZHAO Jian-rong
（710 Research&Development Institute，Yichang 443003，China）

Three dimension design of linked assembly is built by 3D mechanic design software Creo Parametric 2.0，and imported to ABAQUS software，the finite-element emulation analysis is processed by actual working instance.the problem is occurred by the result of the intensity and rigidity，the assembly is improved by unsubstantial aspect，the result of improved assembly is up to the mustard.

ANSYS Workbench；intensity；rigidity

TP391.7

A

1009－9492(2014)08－0082－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.08.024

赵建荣，男，1981年生，陕西西安人，硕士，工程师。研究领域：发射装置设计。

(编辑：向 飞)

2014－02－15