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本文针对HR216型号冰箱底板在流通过程中出现形变和撕裂的问题,通过市场调研、产品试验以及仔细的分析研究,提出了利用ANSYS有限元分析软件来模拟研究冰箱底板的动态特性,为底板改进提供指导和依据。这为企业新产品的研发和质量改进提供了一种新的思路和方法,同时也必将大大加速新产品研发速度,对产品质量改进以及节约生产成本以及人力成本具有重大的现实意义。
本文采用ANSYS对其进行模拟仿真,能较好的反映底板实际的动态特性。文章通过对底板模型的合理简化,建立底板的有限元模型,分析底板在受载时的位移、应力及应变的分布,施加的边界条件与单元类型,进行有限元分析。首先,对形变和撕裂问题产生的原因进行分析,并根据ANSYS分析结果进行处理,验证并找出底板形变和撕裂发生的部位。其次,依据ANSYS分析结果结合产品的实验结果和流通环境,对底板进行改进设计。最后,对改进后的新底板进行ANSYS分析,并对比前后对应的数据,验证结论。
通过对冰箱底板损坏方式的分析,针对形变损伤采用薄壳建模,而针对撕裂问题则采用实体进行建模。底板的静力学分析计算表明,静态堆码并不会造成底板的损坏。瞬态分析的则显示了底板的薄弱环节和损坏部位。并据此确定了底板的最终改进方案。通过对冰箱底板进行分析及优化设计后,优化后的底板较未优化前压机底板有以下改进:
1、试验过程中易弯曲部位刚度大大加强;
2、试验过程中易撕裂部位结构改进后,强度增加,避免了撕裂现象的产生。
该结构优化后,HR公司月度质量损失系统显示,底板2008年12月份破损率为2100PPM,比同年9月年内不良率降低了5100PPM。
本文的创新之处在于在实际工程项目中,利用ANSYS有限元分析软件对冰箱底板进行静态和瞬态仿真分析,并根据分析结果对产品结构进行优化设计,缩短产品质改周期,提升产品研发效率,节约了开发及实验成本。