液压机机身有限元分析与优化

发布时间：2020-11-08 09:08

　　 机身是液压机的一个基本部件，几乎所有的液压机零件都安装在机身上。应用传统方法设计的机身存在着材料使用过于保守、结构冗余等问题，这将导致机身重量变大、成本增高、效益低下，从而削弱了产品的竞争力。针对上述缺点，本论文详细地分析了液压机机身及主要部件的受力情况，结合现代设计及分析手段对机身部件进行优化并加以改进，对提高液压机机身的各项性能具有重要意义。 首先，结合工程力学的相关理论，对一款YA32-315三梁四柱液压机的机身本体及主要部件进行受力分析，并对简化后的机身强度和刚度进行计算。 其次，在SolidWorks中建立机身的简化模型，使用参数化建模以利于机身的优化设计。根据机身的受力特点在有限元软件中进行静态分析，确定机身在承受中心载荷和偏载荷下的应力分布及变形程度，获取该造型应力集中部位及其薄弱环节。计算结果表明机身的主要部件处于安全状态，但结构冗余较大，有优化空间。 再次，在模态分析中，提取机身的前六阶模态，并分析可能出现的各阶模态对液压机的影响，要保证机身的固有频率应该避开工作频率，为研究机身振动和降低噪音等奠定基础。同时，对机身进行动态响应分析，通过研究机身结构在切边突然失荷时的响应，来了解液压机机身动态性能的好坏。结果表明机身的振动较小，并可通过降低油液储能或增加缓冲垫来达到减振效果。 最后，依据结构静力学分析的结果，在Workbench的优化模块中确定机身主要部件的优化设计方案，其目标是在保证刚度和强度满足要求的条件下，获得质量最轻的机身结构，并确定最优的结构尺寸。通过对优化前后机身部件的静态分析结果进行比较，验证其优化效果，并可根据灵敏度分析的结果进行深层次优化。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：TH137
【部分图文】：

3术参数如表 1-1。表 1-1 YA-32-315 液压机的技术参数1 主缸公称力 3150kN2 滑块行程 800mm3 最大开口高度 1250mm4 压机工作台面 1260mm×1200mm5 滑块空载速度 80mm/s6 工作速度 10mm/s7 顶出力 380kN8 顶出行程 300mm

第 2 章 液压机机身分析的理论基础2.1 液压机主要部件结构设计2.1.1 上横梁设计方案在初始的设计方案中，上横梁的材质为 HT250 铸铁，具体的结构形式如图 2-1所示。其设计原则是在满足相连部件最小几何尺寸要求及工艺要求的前提下，最大限度的提高梁的强度和刚度[14]。

要求活动横梁具备较高的承载能力及良好的导向结构。活动横梁的设计形式与上横梁相似，常被设计成封闭箱形结构，以保证其有较高的承载能力，抗弯能力和导向精度，导向长度要大于活塞行程的一半。活动横梁与活塞杆联接部位开有环形集油槽，以便贮存液压缸缸口漏渗的油液。活动横梁的材料与上横梁一样，结构如图 2-2 所示。
【参考文献】

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本文编号：2874572