3．2預處理
  
   GB 3836規(guī)定。I類殼體的試驗壓力為l MPa水壓。由于殼體在進行水壓試驗時是逐步緩慢加載至最大，并保持以30 s上．所以分析類型確定為靜力分析。在進行試驗時，殼體和殼蓋的試驗分別進行，固定法蘭的隔爆面，然后向實體內(nèi)部加l MPa水壓，觀察殼體和蓋產(chǎn)生的變形。在有限元分析時，固定殼體和蓋的法蘭面。載荷是向簡體、殼底和殼蓋的內(nèi)壁加載垂直于內(nèi)壁的l MPa的壓力。外殼自重以及水本身產(chǎn)生的壓力相對于試驗壓力來說很小，對其應力和變形影響也很小?？梢院雎圆挥?，僅視為對外殼和殼蓋內(nèi)側表面施加壓力。
  
   接著進行網(wǎng)格劃分。單元類型的選擇取決于結構的幾何形狀以及所要求的精度，由于圓筒形的殼體受力比較均勻，故采用系統(tǒng)默認的網(wǎng)格設定參數(shù)。
  
   3．3后處理
  
   將有限元分析的初始化設置完成后，運行計算，得到分析結果。COSMOSworks在管理器里生成應力圖解，如圖5所示。
  

   由圖5可以看出，殼體最薄弱的部位是在殼體與接線腔交界處，應力為91．4 MPa。而其他部位應力都較低，應力數(shù)值主要介于1．94×1000Pa與4．937x 10000000Pa之間。殼蓋產(chǎn)生的最大應力為17．58Mpa，都遠遠低于材料的許用應力2．0 x 10000000 Pa。
  
   可以看出壁厚5 mm的殼體和殼蓋，雖然能滿足強度的需要，但卻有較多的強度儲備，造成材料的浪費。
  
   4結構的改進
  
   通過上面的有限元分析，外殼和殼蓋各部位的應力都已清楚地表示。在此基礎上進行結構的改進。首先降低外殼整體的應力儲備，再對改后的殼體和殼蓋進行有限元分析，將求得的結果與改前的結果進行比較。由于5姍的板厚儲存的強度較多，將板厚改為4 mm，進行整體的減重。通過圖6、圖7可以看出，將壁厚改為4mm后，殼體整體產(chǎn)生的應力分布在2．152×1000Pa~1．072X 100000000 Pa，殼蓋的應力分布為7．49X 1000Pa-2．379X 10000000 Pa。較之5mm壁厚的結構，應力儲備明顯降低。外殼的重量分別有了明顯的降低，殼體減少了10．26％，殼蓋減少了13．04％。殼體改進前后的結果見表l和表2。
  

   5結束語
  
   本文所研究的QBZM-80／660N礦用隔爆型真空可逆電磁啟動器是某公司新開發(fā)的設備。外殼在設計過程中，首次使用彈塑性力學理論與有限元分析相結合的方法，將外殼的強度、剛度設計建立在受力分析的基礎上，同時考慮了加工過程中諸因素對外殼強度、剛度的影響，得出了該類外殼的設計計算公式。
  

   初步設計的產(chǎn)品運用三維建模之后，再利用有限元分析，對外殼進行改進，使產(chǎn)品最后成型。設計出來的產(chǎn)品通過外殼耐壓試驗和隔爆試驗，以及最后用于實際生產(chǎn)中，都驗證其完全滿足強度等要求，取得了很好的效果。
  
   可見首先將彈塑性力學運用到外殼的設計，再利用有限元法進行驗證，可以有效的改進結構，降低了外殼的重量，從而達到了降低企業(yè)成本，節(jié)省資源的目的?？蔀樵O計該類產(chǎn)品開發(fā)提供借鑒。