微壓蒸箱是能夠承受一定的壓力、適應高原環境加工米飯饅頭的主食蒸製設備。微壓蒸箱的箱體主要由角鋼、不鏽鋼板組成。目前大多數論文中的受力分析，主要針對結構較為簡單的單一零件進行受力分析，擬用SolidWorks的SimulationXpress分析模塊對由角鋼和不鏽鋼板多零件的裝配組合體進行受力分析，為壓力蒸箱的設計校核提供依據，同時為其它類似設計提供參考。
      Solidworks是我國目前應用的主流三維軟件之一，是美國Solidworks公司基於Windows平台開發的著名的全參數化三維實體造型軟。SolidWorks中提供了易於使用的SimulationXpress應力有限元分析工具，可以使用電腦測試代替昂貴的現場測試，從而降低成本，減少產品開發周期的次數；快速模擬多個概念與情景，優化設計。利用SolidWorks完成設計優化分析需要以下6個步驟：1）建立三維模型；2）定義模型的材料；3）確定約束和添加相應載荷；4）分析並查看結果；5）修改模型參數重複步驟1~4；6）結果比較分析，不斷修改參數直至完成滿意設計。
      微壓蒸箱主要由箱體、箱門、鉸鏈、安全閥控製係統等組成。箱體外形尺寸長×高×深為1150mm×1620mm×785mm。
      箱體主要由主框架、內部腔體、外蒙皮、聚氨酯泡沫組成。為了計算方便，受力分析時去除了外蒙皮和聚氨酯泡沫等，隻分析主框架和內部腔體組裝後的裝配體。主框架采用角鋼組焊成形，角鋼型號為熱軋不等邊角鋼10/6.3和熱軋等邊角鋼5，初始設計b1=10mm，b2=6mm其具體尺寸如圖所示。內部腔體采用1.5mm厚的不鏽鋼板1C18Ni9Ti壓製焊接成形。3三維建模利用SolidWorks建立蒸箱箱體的三維實體模型的裝配體。如圖2所示。4分析與優化。1）計算屬性信息如表1所示。2）單位係統采用公製單位，如表2所示。3）不鏽鋼和碳鋼的材料力學屬性如表3和表4所示。4）添加約束和載荷。夾具設置為固定約束類型，將約束設置到蒸箱骨架的底麵。載荷加載到蒸箱內部所用的麵，力類型為壓力，數值為0.033MPa，作用力沿垂直於所選麵的方向。約束和載荷加載完成後如圖3所示。5）網格信息。有限元分析的單元格劃分采用基於曲率的網格係統默認格式，具體數據如表5所示。完成網格劃分後如圖4所示。6）計算結果。經分析計算，蒸箱箱體應力為81.59MPa，最大位移為0.39mm。計算結果如表6所示。圖示如圖5、圖6所示。5優化設計將初始設計的角鋼厚度由b1=10mm，b2=6mm更改為b1=6mm，b2=3mm。
      優化後的設計k8 kaifa，重量降低了113kg，減少了27%。對於車載設備而言，內裝設備重量減少113kg，對整車的機動性指標是影響很大的。汽車質量每減輕10%，油耗下降6%~8%，排放下降4%，同時提高汽車的比功率，使汽車的動力性能提高。優化後的蒸箱箱體安全係數隻下降了0.25，由於此計算是未考慮外蒙皮和發泡材料對整體剛度的加強因素，如果蒸箱增加外蒙皮和保溫發泡材料後，其整體剛度強度會增加很多，完全滿足設備安全性要求。通過SolidWorks Simulation-Xpress對蒸箱箱體應力分析，驗證和優化了蒸箱的結構設計，減輕了產品重量，對產品的設計驗證生產提供了有利的參考。

                                                                                專業從事機械產品設計│有限元分析│CAE分析│結構優化│技術服務與解決k8 kaifa
                                                                                                                                                      杭州那泰科技有限公司
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