殘疾人升降機是一種殘障人用室內(nèi)移動類有軌升降機,借助軌道的設(shè)置及升降機的懸吊功能,完成垂直升降和水平移動,以便協(xié)助行動不便的殘疾人和老年人進行體位變換和位置移動,實現(xiàn)從床上移動到輪椅上,從臥室移動到衛(wèi)生間、浴室等處的功能。
殘疾人升降機橫梁作為殘疾人升降機的關(guān)鍵部件和易損件,其結(jié)構(gòu)設(shè)計、材質(zhì)、加工精度決定著升降機整體在運行中的安全性、穩(wěn)定性和舒適性,由于橫梁的跨度比較大,在升降機移動過程中容易產(chǎn)生變形,導(dǎo)致橫梁槽面的磨損、不平,如果變形較大,會使得升降機在運行過程中產(chǎn)生顛簸,從而使被升降者感到不舒服,這將直接影響著升降機整體的性能,因此需對橫梁進行有限元分析。運用大型有限元分析軟件ANSYS對橫梁應(yīng)力與變形分布情況進行分析計算,以保證殘疾人升降機的使用壽命和運行的平穩(wěn)性。
橫梁有限元模型的建立通常在建立有限元模型時,為了保證結(jié)果的準(zhǔn)確性,在保證精度的前提下,盡量減小計算規(guī)模。要求所建立的有限元模型基本上能夠準(zhǔn)確的反映形狀、結(jié)構(gòu)、載荷及邊界條件的實際情況。
對于復(fù)雜的結(jié)構(gòu),為了減少前處理和求解計算的時間,減小計算規(guī)模,則需要在建立有限元模型時,對原有結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)暮喕幚怼?在升降機常用的單元有線單元、梁單元、桿單元、彈簧單元、殼單元、面單元、實體單元等,在選擇單元類型時要遵循的基本原則是:在滿足求解精度的前提下盡量采用低維數(shù)的單元。考慮到橫梁的橫截面壁厚較薄,而梁的長度又很長,為了方便控制網(wǎng)格的密度,定義單元類型Type為四節(jié)點面單元(PLANE),Type為八節(jié)點實體單元(SOLID)。
因此可以得出殘疾人升降機橫梁的變形與升降機在橫梁上的位置有關(guān),升降機越靠近橫梁的中心,橫梁產(chǎn)生的變形就越大,橫梁的最大等效應(yīng)力和最大小于其許用值,故得出橫梁的強度和剛度均滿足實際工作的要求,說明橫梁的設(shè)計合理。
建立了殘疾人升降機橫梁的有限元模型,并運用有限元分析軟件ANSYS對其進行了結(jié)構(gòu)靜力分析。通過對比集中力作用于不同位置時的計算結(jié)果,得出了殘疾人升降機橫梁的變形情況與升降機在橫梁上的位置有關(guān),當(dāng)升降機位于橫梁中間位置時,變形最大,由分析結(jié)果可以看出,橫梁的強度和剛度均滿足要求,證明了橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性.
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