来源：http://articles.e-works.net.cn/cae/

　　某型号电控锁在进行产品寿命试验中发现电控锁锁壳滑槽处有塑性变形，考虑锁壳连接方式及连接位置结构形式无法修改，因此对锁壳只能进行局部改进，现将锁壳滑槽处槽宽有4mm增加至7mm，为检查此次结构改进效果，对改建前后锁壳进行有限元计算，对比改进前后滑槽区域的应力分布。首先通过机构运动学计算出锁壳的4种典型位置（初始位置、过死点位置、**解锁力位置、解锁力为0）中与销及滚轮连接接触位置的载荷大小及方向，分别计算改进前后四种典型位置滑槽区域应力大小，分析结果表明改进后滑槽区域应力水平下降，满足要求。
　　
　　2 有限元模型
　　
　　在CATIA环境下建立三维实体cae仿真模型，现有锁壳滑槽宽为4mm，改进后滑槽宽增加至7mm，如图1所示。将几何模型导入ANSYS Workbench有限元软件，锁壳材料采用不锈钢。对锁壳结构进行适当简化，去除一些螺栓孔、倒角、圆角等结构。采用四面体单元对该结构进行网格划分，滑槽区域网格细化，如图2所示。


　　
　　　　
　　图1 几何模型
　　
　　 　　
　　图2 有限元模型


　　
　　3 载荷及边界条件
　　
　　对电控锁机构组件进行运动学分析，计算出锁壳四个典型位置下与连接销及滚轮连接、接触位置载荷大小及方向。
　　
　　锁壳体与上级连接处施加固定约束，与左右锁舌销连接处分别施加轴承载荷，与连杆连接销处施加轴承载荷，与滚轮连接处时间线载荷，如图3所示。改进前后载荷位置大小及方向均一致。


　　
　　 　　
　　图3 约束及载荷


　　
　　4 计算结果
　　
　　提取锁壳四种4种典型位置（初始位置、过死点位置、**解锁力位置、解锁力为0）滑槽区域应力云图，将滑槽**应力处沿路径显示，分析滑槽**应力区域沿所选路径即与滚轮接触区域应力变化情况，如图4-图11所示，以此为依据考虑载荷施加等因素，综合选取锁壳**应力。
　　
　　5 结论
　　
　　根据上述CAE有限元计算结果可知，该电控锁改进前锁壳滑槽区域在死点及**解锁力两种工况下**应力超过材料屈服极限，材料发生塑性变形，与试验结果发生塑性变形吻合。改进后锁壳在**解锁力工况下应力**且未超过材料屈服极限，满足强度要求，计算结果表明改进结果**。




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