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提環是水龍頭中最重要的承重零件，提環上部內側面與大鉤鉤口接觸，接觸表面半徑符合API規范，下部耳環通過柱銷與水龍頭殼體相連，因而其結構設計與力學性能對水龍頭的安全性非常重要。采用傳統的方法進行開發設計、性能檢驗不僅周期長、成本高，而且也會造成設計與計算有較大誤差。采用CAD軟件完成提環的結構設計，對所設計的提環進行實體仿真裝配，從而進行動態干涉檢查，再利用ANSYS對提環進行有限元分析，優化設計參數，最終完成產品設計，將會進一步節省生產成本，縮短產品設計周期，大大降低強度校核的偏差。
為此，國內已經有一些學者對提環進行了有益的仿真研究。對提環的微裂紋與應力強度因子進行了分析計算，劉楊松對水龍頭等效當量動載荷及主軸承壽命的計算公式進行了探討，但是對水龍頭提環的整體應力和不同部位的形變量仍然沒有進行詳細的研究。本研究利用三維建模功能很強的Pro/E軟件來建立提環的三維實體模型，然后將模型導入ANSYS進行有限元分析，對提環的整體應力和不同部位的形變量進行了有效的設計與仿真研究，其結果得到了工程實際驗證。
建模過程中應注意參數單位的設置，因為ANSYS中沒有單位制，在ANSYS中輸入基本單位(如長度、質量、時間)時，要求單位必須一致。但有時也需要直接輸入一些導出量(如力、壓力等)，這時就要確保這些導出量與基本物理量屬于同一個單位制，否則需要量綱換算。所以在Pro/E中建立每一種零部件的單位都應設定為國際單位制“MKS”(Meter Kilogram Second)，同樣在創建裝配圖時也要注意這個問題。
提環實體的建模有2個過程：
a) 利用具有強大CAD功能的Pro/E軟件對提環進行實體創建。
b) 利用IGES格式將Pro/E創建的實體導入到ANSYS中。
通過ANSYS與Pro/E軟件的無縫接口，將提環模型導入ANSYS中，整個轉換過程在不脫離Pro/E和ANSYS這2個軟件的情況下進行，從而實現了二者之間的無縫連接，真正做到了CAD、CAE的一體化，結果如圖。
網格劃分是建模中非常重要的一個環節，網格劃分的好壞將直接影響計算結果的準確性和計算進度，甚至會因為網格劃分不合理而導致計算不收斂。根據該提環的結構特點，選擇單元類型為實體單元格，網格劃分尺寸應不大于提環的最小壁厚值。最后采用自由網格劃分的方法進行網格的劃分。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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