考虑疲劳寿命的L4S800-MB压力机上横梁结构优化
发布时间：2021-10-01 22:48
机械压力机是通过曲柄连杆或肘杆机构、凸轮机构、螺杆机构传动的锻压机械。随着机械制造装备向大型化、重型化方向发展,对机械压力机的功能、承载能力、寿命及可靠性等都提出了更高要求。研究机械压力机的疲劳寿命及可靠性不仅能保证压力机的安全使用要求,而且还可以通过改进压力机及其零部件的机构使压力机的工作性能更加完善。本文以保证机械压力机的使用安全且降低成本为目标,主要围绕机械压力机的上横梁结构设计及其疲劳寿命分析等关键问题开展研究。完成的主要工作如下:（1）上横梁结构建模和静力分析。利用Inventor构建上横梁几何模型,然后在ANSYS Workbench中建立其有限元模型,设置材料和边界条件并进行静力分析,最终得到应力应变计算结果,并针对结果作相应的分析。（2）上横梁的疲劳寿命分析。推导非对称循环下材料的力学参数和寿命之间的对应关系,并通过对上横梁的有限元分析,计算关键部件可靠度为99.9%时的疲劳寿命。（3）考虑可靠度的上横梁结构优化。根据上横梁的疲劳寿命,推导出部件可靠度为99.9%时对应寿命的最大应力,并以该最大应力为约束条件,以部件体积最小为目标根据拓扑优化结果对部件去除材料,重新建模...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 机械压力机的结构形式
1.3 相关技术基础及国内外研究现状
1.3.1 机械压力机设计方法
1.3.2 工程有限元分析技术
1.3.3 结构优化设计方法
1.3.4 压力机结构优化设计研究现状
1.3.5 机械装备疲劳寿命研究现状
1.4 研究目的与意义
1.5 论文主要研究内容
第2章 上横梁结构静力分析
2.1 L4S800-MB压力机结构组成及其特点
2.1.1 功能及主要技术参数
2.1.2 工作原理
2.1.3 核心部件
2.1.4 优化对象分析
2.2 几何建模
2.3 有限元建模
2.3.1 建立材料属性
2.3.2 网格控制策略
2.3.3 施加载荷与约束
2.4 上横梁结构的刚强度分析
2.5 本章小结
第3章 上横梁的疲劳寿命分析
3.1 有限元分析
3.2 疲劳寿命分析
3.2.1 名义应力法
3.2.2 局部应力应变法
3.2.3 局部应力应变法求解疲劳寿命
3.3 本章小结
第4章 考虑可靠度的上横梁结构优化
4.1 上横梁的结构优化
4.1.1 拓扑优化概述
4.1.2 上横梁拓扑优化的实现
4.2 考虑可靠度的上横梁结构尺寸优化
4.2.1 边界条件及载荷施加
4.2.2 优化参数的定义
4.2.3 优化方法选择及求解
4.2.4 优化过程及结果分析
4.2.5 优化参数范围重设定及优化
4.2.6 优化结果分析
4.3 优化结果验证
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气管道穿孔局部应力应变分析[J]. 杨东财. 沈阳大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]风电支撑结构静强度与疲劳可靠性分析[J]. 刘文,张淼,张亚静,饶岭. 土木工程与管理学报. 2018(03)
[3]H级抽油杆许用应力计算API方法适应性分析与改进[J]. 李大建,何淼,胡晓威,常莉静,张岩,周扬帆. 大庆石油地质与开发. 2017(03)
[4]浅谈曲柄压力机的维护保养[J]. 高强. 重庆工贸职业技术学院学报. 2017(02)
[5]基于ADAMS的肘杆式机械压力机仿真优化分析[J]. 张亮,文学洙. 延边大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]仿生活塞疲劳寿命预测与回归设计[J]. 吴波,杨利,金绍江,王洪臣,于春燕,刘鸿涛,田为军. 西安交通大学学报. 2016(05)
[7]各种平均应力下高周疲劳极限间的定量关系[J]. 蔡晓静,许金泉. 工程力学. 2015(10)
[8]基于Workbench的高速压力机曲轴疲劳分析[J]. 衣锐. 锻压装备与制造技术. 2014(06)
[9]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[10]机床结构三维参数化形状优化设计[J]. 戴磊,关振群,单菊林,牛聪民,张洪武,顾元宪. 机械工程学报. 2008(05)
博士论文
[1]重型数控机床多学科设计优化若干关键技术研究[D]. 赵明.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]机械压力机低速重载滑动轴瓦的受力分析[D]. 丘佛球.广东工业大学 2015
[2]含裂纹T型板安全性评估与疲劳寿命估算[D]. 杨绍坤.大连理工大学 2015
[3]油气润滑高速滑动轴承试验台的设计与结构优化[D]. 张成标.哈尔滨工程大学 2014
[4]500t连铸钢包车车架结构优化设计[D]. 李庭武.燕山大学 2013
[5]组合式轧机机架的有限元分析[D]. 孙秀荣.燕山大学 2010
[6]机械压力机参数化设计的研究[D]. 胡伟伟.南京理工大学 2009
[7]工程机械轮辋的计算机辅助设计与结构分析优化[D]. 李青海.山东大学 2008
[8]新型数字化压力机的研制[D]. 雷小宝.合肥工业大学 2007
[9]基于ANSYS的YJ32-100型四柱液压机关键零部件优化设计研究及应用[D]. 陈小刚.重庆大学 2007
本文编号：3417483
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 机械压力机的结构形式
1.3 相关技术基础及国内外研究现状
1.3.1 机械压力机设计方法
1.3.2 工程有限元分析技术
1.3.3 结构优化设计方法
1.3.4 压力机结构优化设计研究现状
1.3.5 机械装备疲劳寿命研究现状
1.4 研究目的与意义
1.5 论文主要研究内容
第2章 上横梁结构静力分析
2.1 L4S800-MB压力机结构组成及其特点
2.1.1 功能及主要技术参数
2.1.2 工作原理
2.1.3 核心部件
2.1.4 优化对象分析
2.2 几何建模
2.3 有限元建模
2.3.1 建立材料属性
2.3.2 网格控制策略
2.3.3 施加载荷与约束
2.4 上横梁结构的刚强度分析
2.5 本章小结
第3章 上横梁的疲劳寿命分析
3.1 有限元分析
3.2 疲劳寿命分析
3.2.1 名义应力法
3.2.2 局部应力应变法
3.2.3 局部应力应变法求解疲劳寿命
3.3 本章小结
第4章 考虑可靠度的上横梁结构优化
4.1 上横梁的结构优化
4.1.1 拓扑优化概述
4.1.2 上横梁拓扑优化的实现
4.2 考虑可靠度的上横梁结构尺寸优化
4.2.1 边界条件及载荷施加
4.2.2 优化参数的定义
4.2.3 优化方法选择及求解
4.2.4 优化过程及结果分析
4.2.5 优化参数范围重设定及优化
4.2.6 优化结果分析
4.3 优化结果验证
4.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]天然气管道穿孔局部应力应变分析[J]. 杨东财. 沈阳大学学报(自然科学版). 2018(03)
[2]风电支撑结构静强度与疲劳可靠性分析[J]. 刘文,张淼,张亚静,饶岭. 土木工程与管理学报. 2018(03)
[3]H级抽油杆许用应力计算API方法适应性分析与改进[J]. 李大建,何淼,胡晓威,常莉静,张岩,周扬帆. 大庆石油地质与开发. 2017(03)
[4]浅谈曲柄压力机的维护保养[J]. 高强. 重庆工贸职业技术学院学报. 2017(02)
[5]基于ADAMS的肘杆式机械压力机仿真优化分析[J]. 张亮,文学洙. 延边大学学报(自然科学版). 2017(01)
[6]仿生活塞疲劳寿命预测与回归设计[J]. 吴波,杨利,金绍江,王洪臣,于春燕,刘鸿涛,田为军. 西安交通大学学报. 2016(05)
[7]各种平均应力下高周疲劳极限间的定量关系[J]. 蔡晓静,许金泉. 工程力学. 2015(10)
[8]基于Workbench的高速压力机曲轴疲劳分析[J]. 衣锐. 锻压装备与制造技术. 2014(06)
[9]GCr15钢旋转弯曲超长寿命疲劳性能分析[J]. 鲁连涛,李伟,张继旺,盐泽和章,张卫华. 金属学报. 2009(01)
[10]机床结构三维参数化形状优化设计[J]. 戴磊,关振群,单菊林,牛聪民,张洪武,顾元宪. 机械工程学报. 2008(05)
博士论文
[1]重型数控机床多学科设计优化若干关键技术研究[D]. 赵明.华中科技大学 2008
硕士论文
[1]机械压力机低速重载滑动轴瓦的受力分析[D]. 丘佛球.广东工业大学 2015
[2]含裂纹T型板安全性评估与疲劳寿命估算[D]. 杨绍坤.大连理工大学 2015
[3]油气润滑高速滑动轴承试验台的设计与结构优化[D]. 张成标.哈尔滨工程大学 2014
[4]500t连铸钢包车车架结构优化设计[D]. 李庭武.燕山大学 2013
[5]组合式轧机机架的有限元分析[D]. 孙秀荣.燕山大学 2010
[6]机械压力机参数化设计的研究[D]. 胡伟伟.南京理工大学 2009
[7]工程机械轮辋的计算机辅助设计与结构分析优化[D]. 李青海.山东大学 2008
[8]新型数字化压力机的研制[D]. 雷小宝.合肥工业大学 2007
[9]基于ANSYS的YJ32-100型四柱液压机关键零部件优化设计研究及应用[D]. 陈小刚.重庆大学 2007
本文编号：3417483
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