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基于Abaqus的农用车制动踏板刚强度分析及拓扑优化

李东福

李东福.基于Abaqus的农用车制动踏板刚强度分析及拓扑优化[J].农业工程,2022,12(5):99-103. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.05.021
引用本文: 李东福.基于Abaqus的农用车制动踏板刚强度分析及拓扑优化[J].农业工程,2022,12(5):99-103. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.05.021
LI Dongfu.Rigidity and strength analysis and topology optimization of agricultural vehicles brake pedal based on Abaqus[J].Agricultural Engineering,2022,12(5):99-103. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.05.021
Citation: LI Dongfu.Rigidity and strength analysis and topology optimization of agricultural vehicles brake pedal based on Abaqus[J].Agricultural Engineering,2022,12(5):99-103. doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.05.021

基于Abaqus的农用车制动踏板刚强度分析及拓扑优化

doi: 10.19998/j.cnki.2095-1795.2022.05.021
基金项目: 2020年度烟台汽车工程职业学院基金项目(2020kj04)
详细信息
    作者简介:

    李东福,硕士,副教授,主要从事机械设计及理论研究 E-mail:2320196787@qq.com

  • 中图分类号: S220

Rigidity and Strength Analysis and Topology Optimization of Agricultural Vehicles Brake Pedal Based on Abaqus

  • 摘要:

    为了验证某新型农用车制动踏板的刚度特性与强度特性是否合格,采用Creo软件建立仿真分析模型,基于Abaqus软件对其进行材料设置、添加约束、加载集中力和划分网格,分析踏板在承受横向左右各100 N载荷和法向500、2 000和2 500 N载荷时的位移变形和应力分布。分析结果表明,其横向位移之和、承受法向500 N载荷时的位移量、2 000 N载荷产生的永久变形量及2 500 N载荷时的最大应力均满足工况要求。对制动踏板进行了拓扑优化分析,并对结构优化后的模型进行了静力学分析,结果表明,符合工况标准的要求,可以作为该型农用车制动踏板轻量化设计的依据。

     

  • 图 1  制动踏板网格划分

    Figure 1.  Brake pedal mesh division

    图 2  添加约束

    Figure 2.  Adding constraints

    图 3  踏板表面加载500 N的位移云图

    Figure 3.  Displacement cloud map of pedal surface loaded with 500 N

    图 4  踏板左侧加载100 N的位移云图

    Figure 4.  Displacement cloud map of pedal left side loaded with 100 N

    图 5  踏板右侧加载100 N的位移云图

    Figure 5.  Displacement cloud map of pedal right side loaded with 100 N

    图 6  踏板表面施加2 000 N卸载后的永久变形位移云图

    Figure 6.  Permanent deformation displacement cloud map of pedal surface after 2 000 N unloading

    图 7  踏板表面施加2 500 N后的应力云图

    Figure 7.  Stress cloud map of pedal surface after applying 2 500 N

    图 8  优化后得到的模型

    Figure 8.  Model obtained after optimization

    图 9  轮廓经平滑拟合后的模型

    Figure 9.  Model after contour is smoothed

    图 10  踏板左侧加载100 N的位移云图

    Figure 10.  Displacement cloud map of left side of pedal loaded with 100 N

    图 11  踏板右侧加载100 N的位移云图

    Figure 11.  Displacement cloud map of right side of pedal loaded with 100 N

    图 12  踏板表面加载500 N的位移云图

    Figure 12.  Displacement cloud map of pedal surface loaded with 500 N

    图 13  踏板表面加载2 000 N卸载后踏板塑性变形量云图

    Figure 13.  Plastic deformation displacement cloud map of pedal surface after 2 000 N unloading

    图 14  踏板表面加载2 500 N后的应力云图

    Figure 14.  Stress cloud map of pedal surface after applying 2 500 N

    表  1  工况1~4的详细规范标准

    Table  1.   Detailed specification standards for working conditions 1~4

    项目工况1工况2工况3工况4 
    施力部位踏板表面踏板两侧踏板表面踏板表面  
    大小/N 500   100   2 000   2 500    
    方向   垂直于表面横向  垂直于表面垂直于表面 
    作用时间持续  持续  加载后卸载持续    
    检验标准位移  
    ≤2 mm 
    位移之和
    ≤10 mm 
    永久变形量
    ≤5mm  
    Mises应力 
     <抗拉强度极限
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-02-09
  • 修回日期:  2022-04-28
  • 出版日期:  2022-05-20

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