大型数控精密成形液压机机架设计分析

应用有限单元法,对高精密度液压机机架进行多工况应力应变分析研究,掌握了整体机架在各载荷工况下的力学特性及变形和应力分布,为优化结构设计,充分发挥材料潜力,降低设备重量,提高其满足生产工艺性能的能力,及各工作缸、滑块、工作台的装配设计提供理论依据.

200MN液压机机架的焊接制作

通过分析200MN液压机机架的结构特点、组焊过程中焊缝及其附近变形区域的应力分布,制定合理的组对、焊接顺序,采用有效的工艺措施,充分控制焊接残余应力集中引起的焊接变形,防止焊接裂纹等缺陷的产生,使200MN液压机机架能在自由状态下焊接合格,符合图样及规范要求。

预应力机架螺纹连接弹塑性有限元分析及优化设计

针对液压机预应力机架拉杆螺纹第一承载牙根部出现了早期裂纹并发生断裂的问题,运用弹塑性接触有限元方法和Python语言,对拉杆连接螺纹进行参数化建模和分析,研究标准锯齿形螺纹的螺距和旋合圈数对牙根部最大等效应力以及牙间载荷分布的影响,并进行优化设计,得到不同螺距下的最优旋合圈数。结果表明,合理的螺距和旋合圈数能够有效地改善螺纹连接应力及载荷分布,进而提高螺纹的疲劳寿命,为大型压机螺纹连接结构设计提供理论参考。

基于广义模块化设计的预应力机架有限元分析

将广义模块化设计应用到液压机预应力机架的有限元分析中,提出了广义有限元模块和广义有限元模块接口的概念。阐述了ANSYS软件中有限元模块数据库的建立方法、有限元模块装配成整机分析模型的具体装配方法和预紧力载荷的模拟方法,用ANSYS参数化设计语言编制了组装有限元模块、预紧单元法施加预紧力和施加间隙导向约束的通用程序模块。最后以45 MN液压机预应力机架的有限元分析为例,详细说明了广义模块设计中分析环节的实施过程和此类液压机设计的注意事项,为同类机架的设计提供了参考和指导。

预应力机架连接螺纹的不同牙型力学特性分析

预应力压机机架中,拉杆/圆螺母螺纹连接的疲劳断裂是机架的主要失效形式。对连接螺纹的有限元分析是机架设计的重要内容。在考虑了材料的弹塑性特性的基础上,建立了不同牙型螺纹连接的轴对称模型,对不同啮合螺纹对建立摩擦接触关系。研究了不同牙型承载螺纹的应力和变形分布规律,探讨了不同牙型对啮合螺纹牙根部的应力集中、等效应力峰值及轴向载荷分布不均匀性的影响。较大的牙根过渡圆弧半径、良好的牙间载荷分布均匀性和设置合适的螺纹退刀卸荷槽,都能够有效地降低螺纹牙根部的等效应力峰值,进而提高螺纹的疲劳寿命。为大型压机螺纹连接结构设计提供了理论指导。

基于拓扑优化的压机下梁结构设计与分析

基于拓扑优化的产品结构优化设计已经成为产品概念设计的有效工具。为实现某型压机的轻量化设计,以下梁零件为例,在满足装配、制造工装等约束前提下,利用结构拓扑优化方法获得最优的材料分布结构形式,由此提出新的下梁结构设计方案。利用有限元分析方法验证新设计的有效性。在保持原结构刚度性能前提下,将零件的体积减小了16.5%,达到了预定的目标要求。所采用的技术方案便于工程实施,为压机机架的主要零件结构设计提供了有效的参考和指导。

考虑热影响的6300kN多向液态模锻液压机机身结构变形分析

液态模锻模具在生产过程中具有一定的温度,使机架同时受到热和力的作用。在研究液态模锻液压机机架结构特点的基础上,以Ansys Workbench软件为平台,综合考虑温度和受力情况对机架的影响,对液压机机架进行了有限元分析。结果表明:采用结构静力分析与热应力耦合分析时,机架的最大变形都出现在上横梁液压缸法兰作用的环形面上,分别为0.9938和1.2735 mm;考虑热影响时液压机工作台的应力应变值明显增加,并且立柱的最大变形部位发生变化,由结构静力分析时的中上部变为中下部,径向变形明显增大,由0.1827 mm上升为0.6148 mm。