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液压机横梁机架的优化设计

时间: 2021-09-30    作者:admin 点击: ( 1504 ) 次

液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备,是工业制品成型生产中应有最广泛的机械设备之一。与其他压力机械相比,它具有压力和速度可以再比较大的范围内调节,在任意位置输出全部功率和保持所需压力、结构布置灵活,各个执行机构可很方便地达到所希望的动作配合等优点。因此,液压机在国民经济各行各业,尤其是塑性加工领域得到了日益广泛的应用。

影响液压机质量的因素很多,起中液压机的设计水平是非常关键的一个因素。其中机架设计是液压机设计的重点,这是由机架的受力和机构特点而决定的。机器的机架是液压机的重要组成部分,其重量约占整机重量的60%以上,它的设计水平,对液压机的制造成本、技术性能和使用寿命有着决定性的影响。

经验设计阶段主要利用材料力学简化方法计算主要部件的强度和刚度,把框架简化为材料力学范畴的平面钢架,把横梁简化为材料力学范畴的简支梁,然后按照材料力学的方法进行强度、刚度校核。尽管确认的结构大多数被时间证明是安全的,但是存在设计周期长、结构冗余,材料使用偏保守等弊端,导致产品重量大,成本高,效益低,削弱了产品的市场竞争力,而且缺乏对设计结果合理性的验证,计算结果常常与实际测量值相差甚远。

数值计算阶段,把整个机架或单个的横梁作为研究对象,将其视为空间板梁组合机构,利用精度较高的有限元进行整体结构分析。分析结果的准确性和可靠性大大提高。这对于液压机的框架设计是一个非常大的进步。

优化设计阶段是办结构优化设计方法引入液压机整体的设计,使设计从安全校核转变为优化设计。这种基于有限元的优化方法能从各种可能的结构设计方案中寻找较为完整的或较合理的方案,使材料分配趋于合理。


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