UPS电源货架报告新.docx
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UPS电源货架报告新
UPS电源柜支架分析报告
山东大学CAD/CAM研究所
2010年7月
1.概述
UPS电池柜支架结构及其尺寸如图1、图2所示,架子材料均为10#槽钢,焊接制作。
图1UPS电池柜支架1
图2UPS电池柜支架2
2.有限元模型
2.1建模过程
根据CAD图纸尺寸,在ANSYS软件中建立支架几何模型,如图3、4所示。
图3支架1几何模型
图4支架2几何模型
2.2材料属性
10#槽钢材料为Q235,弹性模量取,泊松比取0.3,屈服强度为235MPa。
2.3单元划分
模型采用beam188单元划分,共有3种截面形状,截面形状及其参数如图5、6、7所示。
图5单元截面形状1
图6单元截面形状2
图7单元截面形状3
图5、图7所示的截面形状用于模拟两根槽钢焊接的情况,总体支架单元划分结果如图8、9所示。
图8支架1网格划分结果
图9支架2网格划分结果
2.4约束及载荷
支架1的约束及载荷条件如图10所示,架子使用时放在楼板上,因此将架子两端全约束,中段施加竖向位移约束。
载荷施加在支架顶部,大小如下:
支架1承受2吨的重量,每边支架承受1吨。
因此顶部支架的线载荷为:
图10支架1约束及载荷施加
支架2的约束及载荷条件如图11所示,同样将架子两端全约束,中段施加竖向位移约束。
载荷施加在支架顶部,大小如下:
支架2承受1.35吨的重量,一边承受0.35吨,另一边承受1吨。
因此顶部支架的线载荷分别为:
图11支架2约束及载荷施加
2.5支反力结果验证
支架1的支反力结果如图12所示,支反力在x和z方向都很小,分别为0.27e-10N和0.45e-12N,可以忽略。
Y方向的支反力大小为19680N,由于支架所受载荷为2000kg*9.8=19600N,二者误差仅为0.41%,因此说明支架1所施加的载荷是正确的。
图12支架1支反力结果验证
支架2的支反力结果如图13所示,支反力在x和z方向都很小,分别为0.31e-14N和0.15e-11N,可以忽略。
Y方向的支反力大小为13284N,由于支架所受载荷为1350kg*9.8=13230N,二者误差仅为0.4%,因此证明支架2所施加的载荷是正确的。
图13支架2支反力结果验证
3.结果分析
3.1支架1结果分析
支架1的分析结果如图14、15所示,图15为支架最大应力局部放大图。
从图14可以看出支架的最大应力为38.642MP,发生在顶部支架上,远小于材料的屈服强度235MP。
最大变形量为0.35mm,变形量很小,符合要求。
图14支架1分析结果
图15支架1最大应力局部放大图
3.2支架2分析结果
支架2的分析结果如图16、17所示,图17为支架最大应力局部放大图。
从图16可以看出支架的最大应力为36.79MP,发生在顶部支架上,远小于材料的屈服强度235MP。
最大变形量为0.33mm,变形量很小,符合要求。
图16支架2分析结果
图17支架2最大应力局部放大图
4.结果分析
根据以上分析可以看出,支架1和支架2在承重的情况下变形量很小,最大变形量分别为0.35mm和0.33mm;最大应力值分别为38.6MP和36.8MP,远远小于材料的屈服强度235MP,安全系数为6。
因此该种支架满足设计要求。
5.梁上作用力
梁上作用力分布如图18所示:
图18梁上作用力分布
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