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隨著我國森林資源的日趨枯竭，以育林間伐材為原料生產承重規(guī)格材，已經成為林產工業(yè)急待解決的重大技術難題，小徑木剝皮機應運而生。銑削式小徑木剝皮機的刀軸是連接削皮刀和轉軸的主要部件，對剝皮質量和效率起決定性作用，而且刀軸的強度和壽命對于整臺機器的安全可靠性及加工性能都有重大影響，因此對其進行強度分析是十分有必要的。
對其強度分析采用的軟件ANSYS，由最大的有限元分析軟件之一的ANSYS公司開發(fā)，它能與多種CAD軟件接口，能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，是產品設計中的高級實用工具之一。有限元分析的基本思想是將復雜問題簡單化后再求解，它是快速解決工程分析計算的有效方法，應用這種方法不需要進行破壞性試驗，通過計算機模擬就可以預測出結構強度，知道結構設計是否合理安全，從而能夠降低產品的設計成本，提高設計效率和可靠性。
ANSYS中Workbench模塊利用ANSYS的求解器進行結構強度載荷分析，且載荷的加載簡便易行，能夠同時在一個而上加載壓力、轉矩及各種約束等，靜強度分析簡便，是現(xiàn)代機械設計的必要手段。將所需數(shù)據(jù)輸入到ANSYS Workbench中進行結構強度計算，不僅能提高強度分析的準確率，而且減少了大量的繁復計算。
圖所示為小徑木剝皮機刀軸裝配的結構示意圖，此機器中共有3個這種機構，擇其一分析。下方轉軸上的帶輪與刀軸左邊帶輪連接，刀軸的旋轉帶動刀環(huán)、導向環(huán)及去節(jié)刀的旋轉，進而實現(xiàn)剝皮。取其刀軸二維圖，運用Solidworks軟件進行刀軸的實體建模。為提高繪圖效率，不是采用傳統(tǒng)的拉伸再拉伸的方法而是采用草圖加旋轉的方法建模，效率倍增。質鋼遠遠小于其屈服極限60MPa，彈性應變最大數(shù)值6.7741e- 6，遠大于最大總變形量1.3376e-7m，負荷消除后，軸可恢復原狀，安全可靠。因此，該軸的結構設計滿足強度和剛度要求，符合加工和使用的條件。
本研究利用ANSYS中Workbench模塊進行小徑木剝皮機刀軸的強度分析，分析結果較為簡潔明確，該軸的結構設計滿足強度和剛度要求，符合加工和使用條件。此結果可為今后機構乃至機器的優(yōu)化提供理論依據(jù)。強度分析所用到的ANSYS Workbench軟件是應用有限元分析高效的平臺，能夠大大縮減設計人員的產品開發(fā)周期。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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