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图5.2 完成图
上述步骤完成后我们就可以去Pro/E中找到已经建好的接口。如图5.3所示：
图5.3 接口建立完毕
把事先导入Pro/E中的零件打开后，单击第二项ANSYSGeom即可打开ANSYS进入界面，此时零件已经进入ANSYS中。
5.3 对货叉进行有限元分析
以三吨的起重量和3米的起升高度进行计算，货叉的材料定义为Q345．载荷中心距为500叫，货叉截面宽50mm，长100mm。通过叉车起升系统CAD软件计算可知，货叉危险断面最大应力为183Mpa。
对修改后的货叉还要做进一步工作，将模型的单位尺寸进行调整，以米、秒、 千克作为单位，因为ANSYS默认的单位就是这样，如果不统一，显示结果就千变万化了，现以表格的形式列出ANSYS的单位 质量 长度 时间 力 压强 弹性模量kg m s N Pa 2．07e+11kg m ms kN GPa 2．07e+2模型导入ANSYS后，选择单元类型为Solid 45，弹性模量为2．06el 1，泊松比为0．3，密度7．8e3，通过计算压力为1．5MN，划分自由网格、定义载荷后通过求解，货叉变形图，应力分部图以及危险点图如下：由图5．3可知，最大应力在货叉根部如图，应力值为177M a，软件计算值为183MPa，所以基本吻合。 5.3.1货叉的有限元分析
由前面的受力分析可知，货叉主要的受力在卡钳上，因其直接承受货物载荷。 1、定义属性
单元属性主要包括：单元类型、实常数、材料常数。典型的实常数包括：厚度、横截面积、高度、梁的惯性矩等。材料属性主要包括：弹性模量、泊松比以及材料密度等。
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零件进入ANSYS界面后，在左侧命令栏里进行如下操作： （1）Preferences/Structural；
（2）Preprocessor/Element Type/ADD Edit Delete/Library of Element Types 第一对话框选择Structural Solid，第二对话框选择Tet 10node 187；
(3)Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels/Structural/Linear/Elastic/Isotropic/输入EX(弹性模量)值，输入PRXY(泊松比)值。
货叉材料为45钢，主要参数如表6.1所示：
表5.1 45钢属性表
弹性模量（Pa） 2.09e11 泊松比 0.269 抗拉强度（MPa） 600 密度（g/cm3） 7.85 2、网格划分
ANSYS为用户提供了两种常用的网格划分类型：自由和映射。自由划分体现在没有特定的准则，对单元形状无限制，生成的单元不规则，基本适用于所有的模型。本设计中主要采用自由网格划分，轴模型自由划分可采用以下途径划分网格：
Meshing/MeshTool选中Smart Size复选框（精度从1到10，1为最高，网格最细，本此分析均设为5），单击Mesh/Pick All。网格划分后的有限元模型如图5.4所示，有限元模型中共有个1727单元，890个节点。
图5.4 网格的划分
3、加载求解
对夹具卡钳结构分析时我们进行面力分析，即加的为表面载荷。加载步骤如下: （1）Solution/Analysis Type/New Analysis/Static；
（2）Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Areas； 选择卡钳底端面进行约束，这里选择ALL DOF(全约束)；
（3） Solution/Define Loads/Apply/Structural/Pressure/On areas卡钳上端面/输入加载压强的大小（注意方向），受力输入的为F产生的压强值取243MPa 。
（4）求解Solve/CurrentLS/Ok/Close。
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加载及约束如图5.5所示：
图5.5 卡钳的加载及约束
4、查看结果及分析
（1）查看变形结果：General PostProc/Plot Results/Deformed Shape/Ok；（PlotCtrls/Animate/ Deformed Shape/Ok，可直接察卡钳的变形情况)General PostProc/Plot Results/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/DOF Solution；X Y Z 总变形如面5.6所示。
图5.6 总位移变形图
下面是X Y Z方向位移及总变形量图。
图5.7 X方向变形 图5.8 Y方向变形
图5.9 Z方向变形 图5.10 总变形
变形量分析：从上图中可以看出X方向的最大变形量为0.214E+07mm，Y方向0.488E+0.7mm， Z方向最大为0.671E+07mm ，总方向最大变形为0.665E+07mm。可见固定卡钳的变形量主要为Z方向变形。变形量很小，充分满足刚度要求。
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（2）查看应力结果：General PostProc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu/Stress/SX(X方向应力)、SY（Y方向应力）、SZ（Z方向应力）、SEQV（综合应力）。如图所示；
图5.11 X方向应力状况 图5.12 Y方向应力状况
图5.13 Z方向应力状况 图5.14 综合应力状况
应力结果分析：数值显示，蓝色部位应力值最小，红色部位应力值最大。X方向最大应力为1.105MPa，Y方向最大应力0.00201MPa，Z方向最大应力为0.002941MPa ，综合应力最大值为 0.387225Mpa。 无论是单个方向的最大应力，还是综合应力值均充分满足强度要求。通过有限元分析可知，我们所设计的夹具卡钳尺寸及选用的材料均符合要求。
5.4 本章小结
本章的主要内容就是利用建好的Pro／E与ANSYS接口后，利用ANSYS对平衡重式电动叉车的货叉进行有限元分析，通过设定参数及相关操作步骤来完成有限元分析，明确零件在工况下的强度及刚度是否合格，并且经过详细的截图来说明实际的参数值。经过有限元分析，本次设计的零件在各个方面均符合设计要求，可以投入到生产实际当中。
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结论
本文运用有所学知识，根据资料对叉车变速器和叉车的货叉等部件进行设计，同时运用有AutoCAD软件、Pro/E和ANSYS软件。本设计运用所学过的知识完成了对蓄电池、行走电机的选择，完成叉车变速器齿轮、轴、轴承和整体尺寸的设计及校核，并对叉车的货叉、内外门架、叉架进行设计及校核，运用AutoCAD软件完成了叉车变速器二维结构、叉车整车和货叉部分的二维结构图，利用Pro/E软件对叉车的内外门架、货叉、叉架等零部件进行建模并完成了整机装配，完成整车的造型设计，运用ANSYS有限元分析软件对货叉和外门架进行静力分析，查看位移云图和应力云图是否满足要求。
根据所查阅的资料结合自己所学过的知识完成对电动叉车的设计，先后完成了以下主要工作：
1、完成了叉车变速器的设计，选择蓄电池的型号和行走电机的型号参数，确定出变速器的挡数和中心距，从而完成齿轮和轴的设计，完成对轴承的选择，同时在满足工作要求的前提下，应该符合制造、加工、装配的可行性。运用AutoCAD软件完成叉车变速器的装配图和零件图。
2、对叉车的内外门架、货叉、叉架等零部件进行Pro/E建模并完成整机装配，
3、运用有限元分析软件ANSYS对货叉和外门架进行静力分析，查看他的变形情况，位移云图和应力云图是否满足要求。通过有限元分析，得知货叉和外门架均满足刚度强度要求。
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