鏟斗是挖掘類工程機(jī)械的重要組成部分，為了保證鏟斗在工作過程中不發(fā)生共振，要求設(shè)計時確定其所需要的工作載荷量值，以使最低的振動頻率高于共振頻率。本節(jié)將通過鏟斗系統(tǒng)的振動分析介紹ABAQUS進(jìn)行多步驟問題分析的方法和步驟。

10.2.1 實例描述

本實例將對鏟斗系統(tǒng)的振動進(jìn)行模擬仿真分析，部件結(jié)構(gòu)如圖10-3所示。

10.2.2 創(chuàng)建部件

啟動ABAQUS/CAE，進(jìn)入Part模塊，單擊工具區(qū)中的Create Part圖標(biāo)，彈出Create Part對話框，在Name文本框中輸入“Part-chandou”，設(shè)置Modeling Space為3D，再依次選擇Deformable、Solid和Extrusion，如圖10-4所示，然后單擊Continue按鈕。

1．創(chuàng)建鏟斗實體

（1）單擊工具區(qū)中的圖標(biāo)，繪制頂點坐標(biāo)分別為（-125,-25）、（500,100）、（500,600）、（200,800）、（0,700）、（0,50）及（-125,-25）的多邊形。單擊Create Fillet: Between 2 Curves圖標(biāo)，在提示區(qū)輸入倒圓角半徑為50，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，倒圓角示意圖如圖10-5所示。

（2）在視圖區(qū)雙擊鼠標(biāo)中鍵，彈出Edit Base Extrusion對話框，在Depth文本框中輸入“700”，如圖10-6所示，單擊OK按鈕。

2．在生成部件上表面創(chuàng)建固定端

（1）單擊工具區(qū)中的Create Solid:Extrude（創(chuàng)建實體：拉伸）圖標(biāo)，單擊部件上表面，如圖10-7所示，單擊AB邊進(jìn)入草繪區(qū)。單擊圖標(biāo)，繪制頂點坐標(biāo)分別為（-81.84,81.8）、（81.84,81.8）、（81.84,-81.8）、（-81.84,-81.8）及（-81.84,81.8）的四邊形。

（3）在視圖區(qū)雙擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，彈出Edit Extrusion對話框，在Depth文本框中輸入“150”，如圖10-8所示。

3．為固定端挖孔

單擊工具區(qū)中的Create Cut:Sweep（創(chuàng)建切削：掃掠）圖標(biāo)，彈出Create Cut Sweep對話框，如圖10-9所示。在Path選項組中選中Edges單選按鈕并單擊其后的圖標(biāo)，選擇固定端上方前側(cè)的棱線，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，此時會在所選的邊上指示挖孔的方向，如圖10-10所示，再次單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)。再單擊Profile選項組中Sketch后的圖標(biāo)，單擊提示區(qū)的Specify按鈕，選擇固定端ABCD側(cè)面，再選擇DC邊，進(jìn)入草繪區(qū)。單擊圖標(biāo)，在提示區(qū)輸入圓心坐標(biāo)（0,0），再輸入圓上一點坐標(biāo)（0,35），雙擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，最后單擊Create Cut Sweep對話框中的OK按鈕。

4．創(chuàng)建鏟斗的內(nèi)腔

（1）首先建立輔助平面，單擊工具區(qū)中的Create Datum Plane:OffsetFrom Principal Plane（創(chuàng)建基準(zhǔn)平面：從主平面偏移）圖標(biāo)，單擊提示區(qū)的XY Plane按鈕，在Offset文本框中輸入“30”，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)。

（2）單擊Create Cut:Extrude（創(chuàng)建切削：拉伸）圖標(biāo)，選中輔助平面（單擊輔助平面的虛線），再單擊如圖10-11所示的FG邊，進(jìn)入草繪區(qū)。單擊工具區(qū)中的圖標(biāo)，繪制頂點坐標(biāo)分別為（-187.5,193.6）、（-137.5,193.6）、（-137.5,234.4）、（8.9,307.6）、（262.5,138.6）、（262.5,-293.7）、（-187.5,-398.09）及（-187.5,193.6）的多邊形，單擊Create Fillet: Between 2 Curves圖標(biāo)，在提示區(qū)輸入倒圓角半徑為50，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，倒圓角示意圖如圖10-11所示。

（3）在視圖區(qū)雙擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，此時模型顯示如圖10-12（a）所示。同時彈出Edit Cut Extrusion對話框，在Type下拉列表框中選擇Blind選項，在Depth文本框中輸入“640”，如圖10-12（b）所示，視圖中會有紅色箭頭指示挖孔的方向，如果其方向與所需方向相反，則單擊Extrude direction按鈕，再單擊OK按鈕，完成挖孔操作。

5．完成鏟斗創(chuàng)建

單擊Create Round or Fillet（創(chuàng)建內(nèi)／外圓角）圖標(biāo)，按住Shift鍵，選擇固定端前側(cè)棱邊和后側(cè)的棱邊，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，在提示區(qū)輸入倒圓角半徑為50，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)，完成后的部件如圖10-13所示。

10.2.3 定義材料屬性

在工作區(qū)上方的Module下拉列表框中選擇Property選項，進(jìn)入材料屬性編輯界面。單擊工具區(qū)中的Create Material圖標(biāo)，彈出Edit Material對話框，默認(rèn)名稱為Material-1。

1．設(shè)置彈性常數(shù)

在Material Behaviors（材料行為）選項組中依次選擇Mechanical→Elasticity→Elastic選項。此時，在下方出現(xiàn)的數(shù)據(jù)表中依次設(shè)置Young’s Modulus為210000，Poisson’s Ratio為0.3，如圖10-14（a）所示。

2．設(shè)置材料密度

在Material Behaviors（材料行為）選項組中選擇General→Density選項。此時，在下方出現(xiàn)的Mass Density中輸入“7.8E-9”，如圖10-14（b）所示，單擊OK按鈕。

10.2.4 定義和指派截面屬性

1．定義截面屬性

單擊工具區(qū)中的Create Section圖標(biāo)，彈出Create Section對話框，默認(rèn)名稱為Section-1，選擇Solid和Homogeneous，如圖10-15所示，單擊Continue按鈕。彈出Edit Section對話框，在Material下拉列表框中選擇Material-1選項，如圖10-16所示，單擊OK按鈕。

2．指派截面屬性

單擊工具區(qū)中的Assign Section圖標(biāo)，在視圖區(qū)選擇整個部件，單擊提示區(qū)的Done按鈕（或在視圖區(qū)單擊鼠標(biāo)中鍵），彈出Edit SectionAssignment對話框，如圖10-17所示，單擊OK按鈕。

10.2.5 定義裝配

在Module下拉列表框中選擇Assembly選項，單擊工具區(qū)中的CreateInstance圖標(biāo)，彈出Create Instance對話框，保持各項默認(rèn)值，如圖10-18所示，單擊OK按鈕。

（內(nèi)容、圖片來源：《ABAQUS 2020有限元分析從入門到精通》，侵刪）

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