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液压机是利用液压传动技术进行压力加工的设备,是制品成型生产中应用最广的设备之一。液压机本体是液压机的重要组成部分,其设计的重点是机架设计,这是由机架的受力和结构特点而决定的。目前我国液压机机身结构设计很多采用的仍然是传统材料力学简化计算与经验设计相结合的方法。虽然这种设计方法经过实践证明具有一定的可靠性,但也存在很多弊端。
本文以某型号的20MN锻造液压机为研究对象,通过对液压机本体结构及其各部分受力特点的分析,应用三维造型软件pro/e建立实体模型,并用有限元分析软件ansys针对中心载荷和偏心载荷两个工况对机架进行有限元静力结构分析,从而了解各部位的受力、应力集中情况,达到校核各部分强度和刚度的目的。此外,由于液压机工作过程中频繁的加载卸载,使机身有一定的振动,通过对机架整体进行模态分析,提取前六阶固有频率下的振型,从而评价结构的动态特性是否符合要求,避免工作过程中产生共振。最后,在以上分析的基础上,以质量为目标,在满足整体强度、刚度的前提下,对下横梁进行优化设计。优化后的设计方案达到了降低材料消耗、节约成本的目的,同时随着质量的减轻,设备的包装运输、调试等也更加方便。
本文以某型号的20MN锻造液压机为对象,总结了一套完整的液压机结构分析及优化方法,将所学的理论知识应用于实践,使自身对课题的理解更加深刻,同时解决工程问题,给企业带来实际利益,也对以后的工程分析提供方法和依据。