根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-34所示。模型的最大von Mises为104.8MPa,零件的安全系数约为2.6。零件安全。
图1-34 静力分析应力云图
5 小结
万向虎钳中件4活动钳口零件在工作过程中，当夹紧力达到最大值（10000N）时，零件上的最大von Mises为104.8MPa，安全系数约为2.6，零件安全。由于在夹紧工件的时候，需要一定的夹紧面积，来保证夹紧稳定和不破坏工件，因此设计的零件是合理的，不进行改进。
十二、范例名： (Graduator分度机构)
1 设计要求：
设计一用于铣床的分度机构，该机构同时还起到夹紧零件的作用。工作过程中，铣削力900N。
2 分析零件
件1本体零件是主要的承载零件之一，因此，这里对本体零件进行静强度校核。
3 分析目的
验证件1本体零件在给定的载荷下静强度是否满足要求；
4 分析结果
零件的材料选用可锻铸铁，极限应力275.7MPa。按照书中尺寸进行建模，件1本体零件的体积为
100cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-35所示。模型的最大von Mises为7.4MPa,零件的安全系数约为41.1。零件安全。
图1-35 静力分析应力云图
5 零件改进
有图1-35可以看出，该零件的应力较小，所以可以减小零间的厚度；并使用性能差一些的材料，这样可以节省制造的成本。
修改零件材料为灰铸铁，极限应力171.6MPa；并减小零件的壁厚，改进后零件的体积为77.8 cm3。 对改进后的零件进行静力分析，结果如图1-36所示：最大von Mises为10.7MPa，安全系数约16，零件是安全的。
图1-36 改进模型应力云图
6 成本节约
零件原来的体积为100，质量为730g，生产10000件需要可锻铸铁材料7300kg，以当前市场价格10000元/吨，材料成本为73000元；改进后零件的体积为77.8，质量为560.2g，生产10000件需要灰铸铁材料5602kg，以当前市场价格8000元/吨，材料成本为44816元。改进后，如果生产10000件该零件，那么可以在材料方面节约成本28184元。
十三、范例名： (Inflate Bump打气泵)
1 设计要求：
（1）打气泵的最大工作压力为1MPa。
（2）输入转速为1450rpm。
2 分析零件
件5曲柄零件和件8心轴零件是主要的传递动力的组件，因此，这里对这两个零件进行静强度校核、模态分析和疲劳寿命。
3 分析目的
（1）验证件5曲柄零件在给定的载荷下静强度是否满足要求。 （2）验证件8心轴零件在给定的载荷下静强度是否满足需求。 （3）计算件8心轴零件的模态。 （4）计算件8心轴零件的疲劳寿命。
4 分析结果
工作压力为1MPa，计算得施加在件5曲柄零件上的力为314N；施加在件8心轴零件上的转矩为2.36N·m。
1．曲柄零件
零件的材料选用灰铸铁，极限应力151.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件5曲柄零件的体积为1.4cm3。 根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-37所示。模型的最大von Mises为17.4MPa,零件的安全系数约为8.7。零件安全。
图1-37 静力分析应力云图
2．心轴零件
1、静力分析
零件的材料选用AISI 1020，屈服强度为351.6MPa。按照书中尺寸进行建模，件8心轴零件的体积为1.9cm3。
根据零件的工作情况，对该零件进行静力分析，结果如图1-38所示。模型的最大von Mises为190.9MPa,零件的安全系数约为1.8。零件安全。
图1-38 静力分析应力云图
5 零件改进
1．曲柄零件
按书中尺寸建立模型，在工作载荷下，模型的最大von Mises为17.4，安全系数为8.7，零件是安全的，零件的结构是比较合理的，这里不作改进。
2．心轴零件
心轴零件的静力分析应力云图显示，零件上存在应力集中，可以改进零件的结构来减小应力集中，改进模型的体积为21.9cm3。
修改后，对模型进行静力分析，零件的应力云图如图1-39所示，模型上最大von Mises为74.4MPa，安全系数提高至4.7。
图1-39 改进模型应力云图
6 心轴零件疲劳寿命和模态分析
1．模态分析
对改进后的模型进行模态分析，图1-40的“列举模式”对话框中列出了该零件的前5阶共振频率，第一阶共振频率远大于其工作频率，因此在工作过程中，不会出现共振情况，零件的模态分析是安全的。
图1-40 模式列表
2．疲劳寿命
周期载荷为峰值为314N，LR=-0.5，周期个数：1000000。对零件进行疲劳分析，得到零件的损坏云图、生命总数云图分别如图1-41~图1-43所示，零件是安全的。
图1-41 损坏云图
图1-42 生命总数云图
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