基于ANSYS的气动枪针组件关键参数的研究

摘要

气动钉枪枪针组件是气动钉枪工作时直接承受冲击的组件，钉枪的失效往往开始于枪针组件的断裂，因此组件的强度及抗失效能力就决定着钉枪的使用寿命。分析影响枪针组件失效的参数从而改进枪针组件结构就成为气动钉枪研发的重点。但组件在工作状态下受力的复杂性、各个零件之间的接触问题以及组件的疲劳断裂等都给失效分析带来了困难。随着有限元技术的不断发展，借助有限元方法对枪针组件进行失效分析，在提高枪针组件产品使用寿命方面具有十分重要的意义，可以为气动钉枪以及其他机械借助有限元方法进行产品设计提供理论依据和科学指导。
　　 本文以国内某企业生产的F30气动钉枪枪针组件为研究对象，借助PRO/E软件和有限元分析软件ANSYS的非线性接触分析模块，对枪针组件进行了静力结构分析，在此基础上，又对枪针组件进行疲劳分析。主要工作和成果如下：
　　 1.利用PRO/E软件建立较为合理的枪针组件模型，导入到ANSYS后，利用其强大的接触非线性功能对组件进行静力结构分析，发现影响组件应力大小和分布规律的关键参数。
　　 2.利用ANSYS的fatigue疲劳寿命分析模块对枪针进行疲劳分析，探讨并得到了影响枪针组件疲劳寿命的因素。
　　 总之，通过系统的分析和研究，给出了基于有限元分析技术、利用ANSYS软件对枪针组件进行非线性接触分析、疲劳失效分析的方法，获取了影响枪针组件应力大小、规律以及疲劳寿命的关键参数。该研究具有较好的实用价值和推广应用前景。

目录

文摘

英文文摘

Contents

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.2.1 冲击机械研究现状

1.2.2 疲劳失效分析研究现状

1.3 有限元法概述

1.4 有限元软件ANSYS概述

1.4.1 ANSYS软件介绍

1.4.2 接触问题的有限元法

1.5 本文主要内容

第2章 气动钉枪工作原理分析及枪针组件模型建立

2.1 气动钌枪结构分析

2.2 气动钉枪的分类

2.3 枪针组件实体模型的建立

2.4 本章小结

第3章 枪针组件非线性接触分析

3.1 枪针组件有限元分析

3.1.1 枪针组件有限元模型

3.1.2 载荷的简化和模拟

3.1.3 求解及结果分析

3.2 枪针组件参数的研究

3.2.1 Ⅰ处配合尺寸的影响

3.2.2 Ⅱ、Ⅲ处配合尺寸的影响

3.2.3 圆柱销与销孔Ⅳ、Ⅴ处配合尺寸的影响

3.3 本章小结

第4章 枪针组件疲劳失效分析

4.1 失效及失效分析概述

4.2 疲劳理论

4.2.1 疲劳破坏的特点

4.2.2 疲劳分析概述

4.2.3 疲劳累计损伤理论

4.3 ANSYS中的疲劳分析模块

4.3.1 ANSYS疲劳分析的基本术语

4.3.2 ANSYS疲劳计算的功能

4.3.3 ANSYS疲劳分析步骤

4.4 枪针组件疲劳分析在ANSYS中的实现

4.4.1 S-N曲线的获得

4.4.2 枪针组件ANSYS疲劳分析实例

4.4.3 方案1～4枪针组件疲劳

4.5 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在职读硕期间的科研成果

致谢

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