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研究关于液压机的现代设计理论,引入CAE方法,对液压机进行动、静刚强度分析和优化设计等,能够有效降低产品的开发成本,缩短产品的研制周期,提高产品的质量和可靠性。本文利用通用化有限元分析软件ANSYS作为分析工具,对22MN液压机横梁进行了有限元静态分析和优化设计,并对机架结构做了结构模态分析。
基于液压机设计理论,根据已有液压机结构设计经验和技术参数初步给出液压机的本体结构关键部件的设计方案,并且利用有限元分析软件,建立横梁的有限元模型进行静态有限元计算,得到液压机横梁在工作时的位移和应力分布规律。在此基础上运用ANSYS优化没计模块在液压机横梁满足刚度和强度的条件下,对其相关的钢板厚度进行了尺寸优化,获得了最佳的结构设计参数。
采用Lanczos方法对液压机整体机架模型进行了模态分析,提取机架的前五阶固有频率以及相应的固有振型,研究各阶模态对于机架的影响,并对固有振型进行了详尽的分析和评价。
介绍了ANSYS程序二次开发的方法,利用APDL语言进行了液压机横梁有限元分析系统用户界面的定制,使企业的设计人员在不需要完全掌握有限元分析的方法和技巧的情况下,就可以对液压机横梁进行静态有限元分析。
本文关于液压机有限元分析以及结构优化的研究工作,其研究思路和分析方法有较大的通用性和工程实践价值,研究成果也在企业中取得了很好的工程价值和经济效益。