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夏季必备“法宝”的有限元分析

有限元: 2019-06-10 10:49:54 阅读数: 305 分享到:

炎炎夏日,太阳炙烤着大地,总会让我们心情烦躁,苦不堪言。要抵抗炎炎夏日,我们有两大法宝,一是能给我们带来阵阵凉风的空调,另一个是为我们保持食物新鲜度,给我们冷饮的冰箱。在现代家庭中,冰箱作为厨房的一种家用电器,扮演着越来越重要的角色,它可以储存食物,起到降温、保鲜等作用,给我们生活带来极大的便利,在国各地开启高温炙烤模式时还可以自制冰饮降暑。

现如今,冰箱各项技术已经日趋成熟,厂家竞争的关键是致力于结构的改变和外观的改进设计。门体是冰箱的“脸面…”,门体设计的是否美观可靠、能否吸引消费者的眼球和合乎现代家庭的装潢理念,是关系冰箱销售量的一个关键因素。传统的设计方法依靠经验设计和类比推理,这种方法在一定程度上可以避免主观臆断出现的设计失误,借鉴成熟经验,提高了设计的一次成功率。但妨碍了设计人员广阔的思维,限制了创新设计。

应用有限元软件进行仿真计算和力学分析,提前对产品的结构设计进行预测和评估是促进家电产品设计质量、提高先进设计技术的主要方法之一,有限元技术全面引入企业并帮助工程技术人员进行结构设计和分析,为其提供一种全新的设计分析方式,使设计与性能预测同步进行,以达到从根本上将技术人员从传统的设计模式中解脱出来,把更多的时间与精力投入产品创新的目地。以下为元王为某知名电器企业做的冰箱仿真案例。


仿真背景

应用CAE软件来分析冰箱门铰链在承受一定的门体自重和外部压力的情况下,门铰链强度是否满足使用要求及门铰链的变形量大小,以防止铰链结构设计及材料选择不合理,造成冰箱门下沉较大,门关不严影响冰箱使用等问题。

·在门体最远端悬挂33.7kg物体一个小时。

·要求:铰链变形1mm以内。


有限元模型

根据分析需求,对模型进行相应简化,提取局部区域进行仿真分析。


仿真结果

1、位移云图动画(动画趋势放大3倍)

在门体最远端悬挂33.7kg物体,门体最大位移为0.83mm。

2、位移、应力分布云图

门体最大位移0.83mm

门体最大应力264.4Mpa,出现在铰链处

3、应力、应变分布云图

门体铰链最大应力264.4Mpa,超出所用材料屈服强度(SPCC/195Mpa),最大等效塑性应变0.0007,远低于材料断裂延伸率0.3(30%),失效风险低。

4、位移分布云图

门体铰链最大位移0.19mm,小于1mm,满足设计需求。


结论

在门体最远端悬挂33.7kg物体,门体最大位移0.83mm,铰链最大位移0.19mm,均满足“变形在1mm内”标准。


冰箱门铰链的结构设计合理性与否,直接关系到冰箱门是否下沉严重、冰箱门是否严实等问题。通过上述案例可知,在冰箱的产品设计阶段,应用有限元分析,让冰箱设计在能满足消费者的审美同时,还能够提高结构设计的可靠性,缩短产品的开发周期。选择元王CAE仿真应用专家,为您的企业带来无限可能。