吊鉤作為起重運(yùn)輸機(jī)械的重要受力部件，起到連接起重機(jī)和重物的作用，如果損壞極易造成人身傷亡，其工作安全性能非常重要。因此吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料選用要求保證不會(huì)發(fā)生突然斷裂的危險(xiǎn)。所以要利用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理論結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)吊鉤進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 052ezh_  
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1.模型建立 q6a7o=BP]  
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選擇合金鋼作為吊鉤材料。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高，塑性、韌性好，較高的強(qiáng)度能承載重的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。良好的塑性可使結(jié)構(gòu)和構(gòu)件破壞前變形比較明顯且易于被發(fā)現(xiàn)，在一般情況下不會(huì)因超載而突然斷裂。鋼結(jié)構(gòu)良好的性能可調(diào)整結(jié)構(gòu)和構(gòu)件局部的高峰應(yīng)力，使應(yīng)力變化趨于平緩。良好的韌性可使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在動(dòng)載荷作用下破壞時(shí)要吸收比較多的能量。 ~![J~CkPS  
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通過Solidworks軟件建立吊鉤模型，如圖1所示。 T>qI,BEY  
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2.吊鉤的應(yīng)力分析和位移分析 vS'l@`Eg]  
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應(yīng)用Solidworks中的cosmosxpress設(shè)計(jì)分析工具對(duì)吊鉤進(jìn)行分析。 ZtPnHs.x  
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(1)首先選用合金鋼作為材質(zhì)； czu?]9;^ Z  
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(2)由于零件在分析過程中保持不動(dòng)，約束就是用來固定零件的表面。所以必須約束零件的一個(gè)面，此處選擇吊鉤的環(huán)眼處作為約束面； d:SLyFD$q  
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(3)選擇載荷，并指定受力面能力； q9iHJ'lMD*  
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(4)確定受力方向，由于吊鉤受到向下的貨物拉力，所以指定力的方向?yàn)榇怪彼�平面向下�? CS|al(?~  
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(5)運(yùn)行結(jié)果，得到吊鉤應(yīng)力分布圖(見圖2)。 V~!lY\  

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由吊鉤的應(yīng)力分布圖可以看出應(yīng)力的最大值位于吊鉤內(nèi)表面。結(jié)合材料力學(xué)知識(shí)可知應(yīng)力達(dá)到某一特定值后，開始大規(guī)模塑形變形的現(xiàn)象稱為屈服。它標(biāo)志著材料的力學(xué)響應(yīng)由彈性變形階段進(jìn)入塑形變形階段。由于鋼結(jié)構(gòu)的塑性很好，所以在允許的載荷下只發(fā)生壓縮而不會(huì)斷裂。但又由于鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，經(jīng)常會(huì)在某些地方發(fā)生局部應(yīng)力集中，使截面的完整性遭到破壞。所以綜合考慮結(jié)構(gòu)和應(yīng)力對(duì)吊鉤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尤其重要。 !Pf6UNN'  
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在cosmosxpress中顯示吊鉤的位移分布圖(見圖3)。由位移分布圖可以看出最大位移發(fā)生在吊鉤前端部位。而吊鉤的位移分布本質(zhì)上是應(yīng)力引起的鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)變?cè)斐傻�。在載荷一定的情況下，吊鉤前端部分由于受力面積小，導(dǎo)致變形大。在進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)中應(yīng)引起注意。 dJ&f +  
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3.吊鉤的結(jié)構(gòu)優(yōu)化 w+W!dM