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摘 要：根据结构设计中力学分析的重要性，结合现有机柜的安装特点，本文设计了可支撑设备安全维修的维修平台，并进行了受力分析。通过仿真分析，为生产设计提供理论依据。
关键词：力学分析；维修平台；仿真分析；理论依据
Abstract：This paper first discusses importance of mechanical analysis on structure design and the association of characteristics of the structure design， this paper designs a maintaining roof garden which can keep the equipment security. And the simulation can be the theory basis for operating and designing of the cell.
Key Words：Mechanical analysis Maintenance platform Simulation Theory basis
1引言
随着经济和社会的快速发展，随着科技的进步，钢架结构越来越多，其尺寸越来越大，结构越来越复杂。这些设备的力学性能相当重要，直接关系到设备的安全，关系到整个设备的正常运行。现有的一些钢架结构是根据经验设计的，没有对其进行力学分析。如果结构强度不够，势必影响设备的正常运行；如果结构强度过高，又会增加设备的成本，造成不必要的浪费。因此对设备的力学分析是十分重要的，也是十分必要的。对其进行力学分析，可以通过手计算，也可通过软件进行有限元力学分析计算。如果通过手计算，运算量会非常大，精度也不是很高。所以现在大部分是通过软件进行有限元分析得出的。目前常用的软件有ANSYS，ASKA，ADINA，SAP，UG等。其中UG[1]软件为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，能够直接在NX环境中定义CAD模型运动关系；提供强大的几何处理能力；提供高效智能的网格划分来提高建模效率；智能的模型自动更新；提供仿真计算能力和仿真分析能力。
本文根据工作的产品特点，设计一种可长时间支撑300Kg左右重量的钢架维修结构，然后通过力学分析，理论判断出设计的可行性，为设计加工生产提供理论依据。
2 维修平台结构
由于机柜中安装的设备的重量过大，如果设备中出现故障，无法在机柜中维修，为了维修方便，设计如图1所示的钢架机构，当设备需要维修时，将其从机柜中拉出，直接放置在维修平台上进行维修，不需要将其放置在地面上，维修完成后通过轴承的作用，将设备推回到机柜的安装位置进行固定，较为方便。设计中维修平台通过4个M8的螺钉与机柜进行连接，支撑架和维修平台焊接成一体，支撑杆与支撑架之间通过螺纹连接。维修平台的翻边通过螺纹柱固定六个轴承，轴承是主要的承重单元。选用的轴承型号为6200，内径为10mm，外径为30mm，宽度为9mm，额定基本动负荷为5.10kN，额定基本静负荷为2.39kN。
3维修平台结构的力学分析
机柜自身的重量约500Kg，M8螺钉可以承受的抗拉强度为400Mpa，所以维修平台和机柜的连接处具有足够的强度，确保维修平台在受到300Kg力时具有足够的强度使其保持稳定，确保设备工作的安全性。
由于设备从机柜抽拉出之后通过轴承的作用进行方便的推拉，所以在整个维修过程中轴承为主要的承重单元。
基于六个轴承的受力均匀，每个轴承承受的压力为50Kg。轴承自身具有足够的强度承受压力，需要分析在承受压力时，与轴承连接的钢板是否具有足够的强度承受压力作用。
通过UG软件中的有限元分析模块，在轴承的外表面均匀施加500N的压力作用。
从如图3所示的分析结果可以看出，承受压力的作用时，钢板侧壁的最大变形为0.02108mm，变形量很小。
从分析结构可以看出，最大应力变形为41.66Mpa的钢板远远小于自身的屈服极限。
通过分析单个轴承的受压情况，可以判断出钢板具有足够的强度承受压力的作用。当六个轴承同时承受500N的压力作用时，维修平台的变形图如下图所示。
如图5所示，当维修平台承受300Kg的压力作用时，最大的位移变形为0.02836mm。
如图6所示，当维修平台承受300Kg的压力作用时，最大的应力变形为5.041Mpa，远远低于刚性材料的屈服极限。
4结束语
通过上述分析可以得出，该设计具有足够的强度承受300Kg的压力作用，维修平台钢架结构具有足够的强度支撑设备进行维修。
参考文献：
[1] 王国业. UG NX7.0中文版从入门到精通.
[2] 黄长征、谭建平. 大型钢结构件有限元力学分析方法研究[J]. 机械设计与制造，2005，6（6）：69—71
关键词：力学分析；维修平台；仿真分析；理论依据
Abstract：This paper first discusses importance of mechanical analysis on structure design and the association of characteristics of the structure design， this paper designs a maintaining roof garden which can keep the equipment security. And the simulation can be the theory basis for operating and designing of the cell.
Key Words：Mechanical analysis Maintenance platform Simulation Theory basis
1引言
随着经济和社会的快速发展，随着科技的进步，钢架结构越来越多，其尺寸越来越大，结构越来越复杂。这些设备的力学性能相当重要，直接关系到设备的安全，关系到整个设备的正常运行。现有的一些钢架结构是根据经验设计的，没有对其进行力学分析。如果结构强度不够，势必影响设备的正常运行；如果结构强度过高，又会增加设备的成本，造成不必要的浪费。因此对设备的力学分析是十分重要的，也是十分必要的。对其进行力学分析，可以通过手计算，也可通过软件进行有限元力学分析计算。如果通过手计算，运算量会非常大，精度也不是很高。所以现在大部分是通过软件进行有限元分析得出的。目前常用的软件有ANSYS，ASKA，ADINA，SAP，UG等。其中UG[1]软件为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段，能够直接在NX环境中定义CAD模型运动关系；提供强大的几何处理能力；提供高效智能的网格划分来提高建模效率；智能的模型自动更新；提供仿真计算能力和仿真分析能力。
本文根据工作的产品特点，设计一种可长时间支撑300Kg左右重量的钢架维修结构，然后通过力学分析，理论判断出设计的可行性，为设计加工生产提供理论依据。
2 维修平台结构
由于机柜中安装的设备的重量过大，如果设备中出现故障，无法在机柜中维修，为了维修方便，设计如图1所示的钢架机构，当设备需要维修时，将其从机柜中拉出，直接放置在维修平台上进行维修，不需要将其放置在地面上，维修完成后通过轴承的作用，将设备推回到机柜的安装位置进行固定，较为方便。设计中维修平台通过4个M8的螺钉与机柜进行连接，支撑架和维修平台焊接成一体，支撑杆与支撑架之间通过螺纹连接。维修平台的翻边通过螺纹柱固定六个轴承，轴承是主要的承重单元。选用的轴承型号为6200，内径为10mm，外径为30mm，宽度为9mm，额定基本动负荷为5.10kN，额定基本静负荷为2.39kN。
3维修平台结构的力学分析
机柜自身的重量约500Kg，M8螺钉可以承受的抗拉强度为400Mpa，所以维修平台和机柜的连接处具有足够的强度，确保维修平台在受到300Kg力时具有足够的强度使其保持稳定，确保设备工作的安全性。
由于设备从机柜抽拉出之后通过轴承的作用进行方便的推拉，所以在整个维修过程中轴承为主要的承重单元。
基于六个轴承的受力均匀，每个轴承承受的压力为50Kg。轴承自身具有足够的强度承受压力，需要分析在承受压力时，与轴承连接的钢板是否具有足够的强度承受压力作用。
通过UG软件中的有限元分析模块，在轴承的外表面均匀施加500N的压力作用。
从如图3所示的分析结果可以看出，承受压力的作用时，钢板侧壁的最大变形为0.02108mm，变形量很小。
从分析结构可以看出，最大应力变形为41.66Mpa的钢板远远小于自身的屈服极限。
通过分析单个轴承的受压情况，可以判断出钢板具有足够的强度承受压力的作用。当六个轴承同时承受500N的压力作用时，维修平台的变形图如下图所示。
如图5所示，当维修平台承受300Kg的压力作用时，最大的位移变形为0.02836mm。
如图6所示，当维修平台承受300Kg的压力作用时，最大的应力变形为5.041Mpa，远远低于刚性材料的屈服极限。
4结束语
通过上述分析可以得出，该设计具有足够的强度承受300Kg的压力作用，维修平台钢架结构具有足够的强度支撑设备进行维修。
参考文献：
[1] 王国业. UG NX7.0中文版从入门到精通.
[2] 黄长征、谭建平. 大型钢结构件有限元力学分析方法研究[J]. 机械设计与制造，2005，6（6）：69—71