20mn數(shù)控鍛造液壓機(jī)數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-31 21:41 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ion菜單中選擇“新建機(jī)構(gòu)”New Mechanism。 New Mechanism對(duì)話框單擊彈出對(duì)話框的OK鍵即可創(chuàng)建一個(gè)新機(jī)構(gòu)，這時(shí)裝配體上會(huì)出現(xiàn)一些白色的圖標(biāo)，如下圖所示。 機(jī)構(gòu)示意圖展開(kāi)特征樹(shù)以顯示SimDesigner Motion的分支。 特征樹(shù)（3）為機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)現(xiàn)在要為機(jī)構(gòu)定義一個(gè)運(yùn)動(dòng)，才可以使機(jī)構(gòu)動(dòng)起來(lái)。 添加運(yùn)動(dòng)（4）進(jìn)行模擬在進(jìn)行模擬之前，必須指定模擬的時(shí)間長(zhǎng)度和幀數(shù)。 模擬對(duì)話框（5）查看動(dòng)畫(huà)作為模擬的一部分，SimDesigner Motion會(huì)產(chǎn)生一個(gè)可以回放的文件，可以通過(guò)回放對(duì)話框進(jìn)行查看機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)和一些基本的操作，例如保存動(dòng)畫(huà)文件，添加干涉分析等。 重放對(duì)話框六、工作液壓缸的有限元分析在快鍛液壓機(jī)中，工作缸是液壓機(jī)的主要承載部件之一。工作缸往往由于設(shè)計(jì)、制造或使用不當(dāng)，過(guò)早損壞。如某大型模鍛水壓機(jī)使用十多年，主工作缸損壞十四次，先后做過(guò)四個(gè)缸，每造一個(gè)缸約耗費(fèi)數(shù)十萬(wàn)元。因此，對(duì)于液壓機(jī)的工作缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，給出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是十分重要的。本文采用ANSYS軟件對(duì)20 MN快鍛液壓機(jī)的關(guān)鍵部件——工作缸進(jìn)行有限元分析，為該壓機(jī)整體方案的最終確定提供設(shè)計(jì)依據(jù)。1. 液壓缸有限元的建立利用ANSYS建立有限元模型的途徑有：(1) 利用ANSYS創(chuàng)建的實(shí)體模型直接劃分有限元網(wǎng)格。(2) 利用ANSYS直接創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)和單元。(3) 利用其它軟件建立有限元模型，將其數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS。由于20 MN快鍛液壓機(jī)的關(guān)鍵部件(包括工作缸、固定橫梁、機(jī)架)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且ANSYS前處理模塊的建模功能有限，所以，本文采用CATIA軟件進(jìn)行參數(shù)化建模，然后將實(shí)體模型導(dǎo)入ANSYS?？紤]到精度和計(jì)算時(shí)間的問(wèn)題，該工作缸采用SOLID187單元。 m，并且在工作缸的進(jìn)油口和缸底圓弧過(guò)渡處加以細(xì)化。這樣整個(gè)工作缸模型共劃分為34041個(gè)單元，53085個(gè)節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)格劃分模型如圖61所示。圖61 工作缸的有限元模型2. 邊界條件和載荷工作缸的實(shí)際受力比較復(fù)雜，包括法蘭固定螺栓、壓蓋螺柱對(duì)工作缸的作用力，這些作用力與工作缸內(nèi)部的液體壓力相比小的多，故可略去不計(jì)。故對(duì)工作缸有限元模型施加以下載荷：(1) 在工作缸內(nèi)部施加工作壓力32 MPa(液體壓力)；(2) 在工作缸外底面施加豎直方向約束；(3) mm的位移。3. 計(jì)算結(jié)果分析（1）工作缸整體強(qiáng)度和變形分析工作缸的等效應(yīng)力和變形云圖如圖62和圖63所示。由圖可以看出， MPa，低于其設(shè)計(jì)的許用應(yīng)力（，[σs] =248 MPa），出現(xiàn)在充液口里側(cè)下邊緣，～ MPa。 mm，出現(xiàn)在工作缸缸底內(nèi)部。由以上分析可知，20 MN快鍛液壓機(jī)工作缸整體強(qiáng)度和變形基本滿足設(shè)計(jì)要求。 圖62 工作缸的等效應(yīng)力圖63 工作缸的總變形（2）缸底支承與法蘭支承型式的比較為了比較缸底支承型式和法蘭支承型式的工作缸的受力及變形情況，對(duì)法蘭支承型式的20 MN快鍛液壓機(jī)工作缸也進(jìn)行了三維有限元分析。圖64和圖65為法蘭支承型式工作缸的等效應(yīng)力和變形云圖。由圖可知， MPa，出現(xiàn)在支承法蘭與缸壁的過(guò)渡圓角處，缸底等效應(yīng)力在64～96 MPa之間。 mm，出現(xiàn)在工作缸內(nèi)部側(cè)壁。 圖64 法蘭支承型式工作缸的等效應(yīng)力圖65 法蘭支承型式工作缸的總變形由以上計(jì)算結(jié)果可知：(1) 兩種支承型式的工作缸相比較，缸底支承型式的工作缸的最大等效應(yīng)力較小，在缸底過(guò)渡圓角處應(yīng)力變化也比較平穩(wěn)；(2) 缸底支承型式工作缸的最大變形出現(xiàn)在缸底內(nèi)部，但其在缸底圓角處的變形變化平穩(wěn)。由以上分析可知，20 MN快鍛液壓機(jī)工作缸選用缸底支承型式不但滿足該壓機(jī)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)要求，而且在受力和變形方面也是合理的，所以該工作缸滿足設(shè)計(jì)要求。（3）工作缸缸底圓角的分析缸底支承型式的液壓缸避免了法蘭支承型式液壓缸法蘭與缸壁過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中問(wèn)題，但缸底與缸壁過(guò)渡區(qū)的應(yīng)力集中問(wèn)題需要考慮。在液壓缸缸底圓角過(guò)渡區(qū)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，例如過(guò)渡圓弧半徑太小，或圓弧形狀過(guò)于復(fù)雜致使加工困難，粗糙度太差，有明顯刀痕，都會(huì)使缸底對(duì)應(yīng)力集中敏感，降低缸的疲勞強(qiáng)度，因此
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