基于ANSYS-Workbench的4BM-250型苎麻剥麻机机架有限元分析与结构优化

剥麻机的机架对剥麻机的整机性能有重要的影响。为避免剥麻机工作过程中机架出现结构强度不足和共振问题,采用solidworks软件建立4BM-250型苎麻剥麻机机架的三维模型,基于ANSYS-Workbench软件对剥麻机机架进行静力学分析与模态分析。静力学分析结果表明:机架在静载荷下的最大位移为0.14 mm,最大应力为23.71 Mpa,最大应力小于机架材料结构钢的屈服强度极限,因此机架结构在条件载荷下的强度和刚度满足设计要求。模态分析结果表明:机架前6阶的固有频率为0,7~12阶模态的频率为25.28~89.58 Hz,柴油机转子的运动频率与机架的第8阶固有频率在同一区间范围。对照第8阶频率的振动类型及变形特点对机架模型进行改进优化,并对优化后的模型进行模态分析,结果表明:机架的前1~6阶模态的振动频率为0,第7~12阶模态的频率分别为17.92、35.56、44.56、53.94、57.41、70.25 Hz。对比改进前,改进后模型的各模态频率均有所下降,平均下降15.81%,且各阶模态下的变形均较小,主要部件变形量均在10 mm以下,改进后的结构综合力学性能有明显提升。该研究可为机械结构部件的研发设计提供参考。