基于SolidWorks Simulation空氣阻力對扇葉靜態(tài)分析

1、碩士研究生課程學(xué)習(xí)報(bào)告課程名稱：基于SolidWorks動態(tài)分析及仿真題目：基于SolidworksSimulaton空氣阻力對扇葉的靜態(tài)分析題目類型：學(xué)習(xí)報(bào)告學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)名稱：機(jī)械工程姓名：馬強(qiáng)強(qiáng)學(xué)號：2015200332任課教師：朱增寶授課時間：2016年5月3日2016年6月29日提交時間：2016年6月22日基于SolidWorksSimulation空氣阻力對扇葉靜態(tài)分析（安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院淮南232000）摘要：以電風(fēng)扇的扇葉為研究對象，以SolidWorks三維建模軟件為平臺，實(shí)現(xiàn)電風(fēng)扇扇葉零件的建模，通過設(shè)置邊界條件、外部載荷、固定幾何體，并且合理的劃分網(wǎng)格，利

2、用Simulation模擬在實(shí)際情況下外界空氣阻力對扇葉轉(zhuǎn)速的影響，不斷增大或減小對扇葉的扭矩，劃分不同數(shù)量的網(wǎng)格，以獲得同等材質(zhì)下，作用效果最佳時與外界阻力的的關(guān)系。關(guān)鍵詞：simulation扇葉劃分網(wǎng)格引言在炎熱的夏季，電風(fēng)扇無疑是普通大眾抵御酷暑的不二選擇，隨著科技的不斷進(jìn)步，電風(fēng)扇的質(zhì)量也越來越好，電風(fēng)扇的主要部件是交流電動機(jī)，其工作原理是通電線圈在磁場中受力帶動主軸旋轉(zhuǎn)，從而令風(fēng)扇葉片轉(zhuǎn)動。其中扇葉是電風(fēng)扇的主要部件，而扇葉的外界阻力對轉(zhuǎn)速的影響決定了產(chǎn)品的好壞。1方法介紹在用simulation進(jìn)行有限元分析時，利用三維建模軟件代替真實(shí)實(shí)體，Simulation極大地簡化了分析模

3、型，減少實(shí)體接觸的數(shù)目，加快了分析的速度，在完成整體分析過程后，生成的分析結(jié)果可以為我們的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供相關(guān)的參數(shù)設(shè)計(jì)。2分析過程建立扇葉的solidworks三維建模借助solidworks的實(shí)體建模功能，采用自底向上的設(shè)計(jì)方法，對電風(fēng)扇的扇葉進(jìn)行三維實(shí)體建模，在本文實(shí)際模擬過程中金屬材料選取硬質(zhì)合金鋼。利用simulation對模型進(jìn)行靜態(tài)分析2.2.1對扇葉網(wǎng)格劃分電動機(jī)通過主軸旋轉(zhuǎn)帶動扇葉旋轉(zhuǎn)，在實(shí)際運(yùn)動中由于外界空氣對流的影響，導(dǎo)致扇葉的轉(zhuǎn)速發(fā)生微小的變化，直接影響風(fēng)力的大小通過模擬對扇葉施加200n/m的轉(zhuǎn)矩，對扇葉進(jìn)行網(wǎng)格劃分。圖2扇葉網(wǎng)格劃分對扇葉應(yīng)力應(yīng)變分析外界空氣阻力對扇葉的

4、轉(zhuǎn)速產(chǎn)生一定程度上的影響，通過上圖對扇葉的網(wǎng)格劃分和施加一定轉(zhuǎn)矩，可以觀察出不同轉(zhuǎn)矩下的應(yīng)力應(yīng)變云圖，從而一定程度上了解外界阻力對風(fēng)速的影響程度。vonMises6,584,499,712.06,035,T95,456.05,487,090,688.03,840,977,664.01,646,160,25&01,097,455,872.0548,75b424.04匚051.0k腿歿力：620,422,000.03,292,273,408.0ESTRIT圖3扇葉的應(yīng)力云圖1.559e-0021.429e-0021.299e-0021.169e-0021.039e-0029.095e-0037.7

5、96e-0036.49Te-0035.198e-0033.898e-0032.599e-0031.300e-0039.300e-007圖4扇葉的應(yīng)變云圖扇葉的位移云圖電機(jī)在轉(zhuǎn)動時扇葉也在旋轉(zhuǎn)，扇葉在旋轉(zhuǎn)過程中由于發(fā)生輕微的竄動，以及外界空氣阻力的影響，使扇葉運(yùn)動位移發(fā)生變化，通過simulation仿真得出位移云圖。2.985e+0022.736e+0022.487e+0022.239e+00299Qe+Q021.741e+0021.492e+0021.244e+0029.950e+0017.462e+0014.975e+001487e+0011.000e-030圖5扇葉的位移云圖3總結(jié)通過simulation對扇葉運(yùn)動進(jìn)行仿真分析，得出在不同扭矩下對扇葉風(fēng)速的影響，同時得出應(yīng)力應(yīng)變云圖，進(jìn)而分析轉(zhuǎn)矩與空氣阻力的關(guān)系，為扇葉轉(zhuǎn)速設(shè)計(jì)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。參考文獻(xiàn)：詹維迪.Solidworks快速入門教程K.機(jī)械工業(yè)出版社,2008趙翠.Solidworks設(shè)計(jì)與分析教程K.機(jī)械工業(yè)出版社，2008郭曉寧基