随着三维软件设计与分析能力的不断增加，实体建模进行有限元分析在机械设计中所起的作用也越来越重要，通过利用三维软件建模分析，可以对零件的强度、刚度等性能指标进行模拟分析，并指导设计人员对零件进行优化设计，达到以最小的成本，满足产品的设计需求。SOILDWORKS软件易学、操作简单已得到社会各界的认可，同时其有限元分析模块COSMOSWORKS也越来越受到机械设计人员的认同。
      测井仪器通常工作在高温、高压的恶劣环境中。极板作为微电阻率扫描成像测井仪器的一部分，内部装有电路板及电钮扣，它们都不能承受较高的工作压力(140 MPa)，因此需对极板进行耐压设计。由于井口尺寸比较有限，对仪器外径要求尽量小，这样设计的极板厚度就要求尽量小。因此，极板要有足够的强度和刚度，才能保证不被损坏或产生较大的变形。
      极板的设计要求如下：极板底部厚度不超过3mm，极板的各个面的每个点在承受140 MPa的均布载荷的情况不被破坏，并且变形量不能超过0.03 mm，极板的外表面要求光滑、平整。
      考虑到设计强度要求和加工性能，我们设计极板材料一般选用比重较轻而强度较高的钛合金材料(TC11)。其密度小，相对水的比重为4.6左右，材料屈服强度1000 MPa以上。因为SOLIDWORKS在建立复杂3D模型方面功能很强，所以首先在SOLIDWORKS中建立极板的3D模型，然后在COSMOSWORKS中进行有限元分析计算。极板是由几个零件装配在一起的，经分析，我们发现极板最溥弱点在极板底盖。因此，我们进行力的等效性处理，分析计算最薄厚度为2.6 mm极板底盖的强度。
      通过在SOLIDWORKS软件中对前后3个模型的分析计算，没有加强筋的极板底盖最大应力1135 MPa，超出了材料的屈服强度，有加强筋的极板底盖最大应力为1025 MPa，其最大应力小于材料的屈服强度，满足设计要求。而壳体的变形量从0.033 mm减少到0.029 mm，与此同时，应力也降到屈服应力以下。通过增加有加强筋的极板厚度，我们发现极板应力和位移量进一步减小，最大应力值为881 MPa，安全系数更大。从而为我们的设计提供非常有用的理论参考。由此可见，有限元分析在机械设计中改进设计方案、优化设计、量化设计、减少成本方面具有很强的指导作用。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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