前處理料箱結構較復雜,為提高分析精度和求解效率,需要對料箱進(jìn)行適當簡(jiǎn)化。由于料箱是由鋼板焊接而成,為得到高質(zhì)量的網(wǎng)格采用“以面代體”的分析方法,即在Pro/E中建立簡(jiǎn)化的料箱中性面模型,通過(guò)接口導入 ANSYSWorkbench中賦予相應厚度。料箱的材料為Q235。
結果分析從得到的靜力學(xué)分析結果可知位移為0.95mm,產(chǎn)生在料箱側部的上端,應力為279.43MPa,主要集中在側部筋板與底座的連接處,由于材料的屈服限235MPa,因此,料箱的局部結構處已發(fā)生塑性變形。
筋板分布的重置料箱筋板的優(yōu)化主要體在筋板數量和位置的修改。對此優(yōu)化后的結構重新進(jìn)行靜力學(xué)分析可知,料箱的位移為2.02mm,應力為318.44 MPa,相比原方案其力學(xué)性能較差,但重量減少近15t,約百分之24.6的自重。為降低位移和應力,提高料箱的力學(xué)性能,將對筋板的相關(guān)參數進(jìn)行優(yōu)化設計。
底板加強筋高度優(yōu)化在PRO/E中建立料箱的參數化模型,定義底板加強筋的高度參數,在workbench下的參數管理器中進(jìn)行參數假設分析,筋板的高度與位移成正比,與應力間的關(guān)系成非線(xiàn)性。從節材角度分析,選擇底板加強筋的高度為300mm。由于料箱的力學(xué)性能提高不明顯,將對側面筋板的厚度進(jìn)行優(yōu)化,以降低位移和應力。
側板加強筋厚度的優(yōu)化為進(jìn)一步確定尺寸配合,采用多目標尺寸優(yōu)化,將質(zhì)量、位移和應力設為優(yōu)化目標。為便于加工制造,優(yōu)化尺寸分別采用ds_1=26mm,ds_2=37mm和ds_3=40mm。