汽车模具吊耳强度有限元分析

辽宁曙光汽车集团股份有限公司　戴玉晶

汽车模具吊耳强度有限元分析

辽宁曙光汽车集团股份有限公司戴玉晶

本文基于ANSYS10.0软件对汽车模具吊耳强度进行分析的过程，在计算过程中，充分运用了材料非线性等分析技术，从而能准确得到模具应力分布，来考察模具吊耳结构强度指标。

模具；ANSYS；材料非线性；强度

一、前言

由于模具结构复杂，体积较大，模具吊耳结构也必须采用相适应的结构尺寸，导致整体尺寸大于压力机尺寸，无法完成模具调试任务，因此需对模具吊耳进行再加工，在确定方案后，对更改后的吊耳结构进行强度校正。

二、计算过程

ANSYS软件的建模功能相对较弱，为了确保模型符合实际，实际中采取了如下措施：模型的建立采用UG与 ANSYS相结合的办法，主体三维立体模型在UG中完成，利用 ANSYS强大的截面加载功能定义受力曲线，三维模型如图1所示。

图1　吊耳模型

1、定义材料属性及网格划分

1.1 材料属性

吊耳材料为HT300，材料特性参数选取为：弹性模量E=1.45e5Mpa，密度r= 7550kgm3，泊松比m=0.26。

1.2网格划分

为了保证计算精度，将模型划分为八面体网格，划分网格后，模型共有59237个单元，如图2所示。

图2　划分好的网格模型

2、载荷及约束条件的确定

2.1载荷计算

确立的模型以后，还需要对吊耳施加载荷及边界条件，这是有限元前处理的重要组成部分，整套模具总重约为24吨，综合其他因素选取安全系数为1.1，校正后单组吊耳承受约6.6吨压力。

2.2边界条件

吊耳位置自由度设为全约束。

3、分析过程主要模拟模具整体吊装工况

4、计算结果

计算后的最大应力为889.653MPa。如图3，其中薄弱位置应力值为98.881以下，根据强度校核理论，铸铁为脆性材料，吊耳材料为HT300，极限强度为300MPa，安全系数N=300/98.881=3.0，根据相关资料，对脆性材料的安全系数可取2-3.5，因此本此更改方案后吊耳强度符合使用要求。

三、结论

通过ANSYS计算，吊耳结构更改后完全满足工作要求，在以后的创新及研发过程中，需要进行大量的有限元分析，ANSYS的应用一定能为模具事业的发展做出贡献。

戴玉晶（1987—），女，辽宁丹东人，工学学士，助理工程师，现供职于辽宁曙光汽车集团股份有限公司，主要从事汽车模具研发及模具生产过程跟踪。