20mn數(shù)控鍛造液壓機數(shù)字化樣機設(shè)計說明畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-31 21:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ion菜單中選擇“新建機構(gòu)”New Mechanism。 New Mechanism對話框單擊彈出對話框的OK鍵即可創(chuàng)建一個新機構(gòu)，這時裝配體上會出現(xiàn)一些白色的圖標，如下圖所示。 機構(gòu)示意圖展開特征樹以顯示SimDesigner Motion的分支。 特征樹（3）為機構(gòu)添加運動現(xiàn)在要為機構(gòu)定義一個運動，才可以使機構(gòu)動起來。 添加運動（4）進行模擬在進行模擬之前，必須指定模擬的時間長度和幀數(shù)。 模擬對話框（5）查看動畫作為模擬的一部分，SimDesigner Motion會產(chǎn)生一個可以回放的文件，可以通過回放對話框進行查看機構(gòu)的運動和一些基本的操作，例如保存動畫文件，添加干涉分析等。 重放對話框六、工作液壓缸的有限元分析在快鍛液壓機中，工作缸是液壓機的主要承載部件之一。工作缸往往由于設(shè)計、制造或使用不當，過早損壞。如某大型模鍛水壓機使用十多年，主工作缸損壞十四次，先后做過四個缸，每造一個缸約耗費數(shù)十萬元。因此，對于液壓機的工作缸進行結(jié)構(gòu)分析，給出合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分重要的。本文采用ANSYS軟件對20 MN快鍛液壓機的關(guān)鍵部件——工作缸進行有限元分析，為該壓機整體方案的最終確定提供設(shè)計依據(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快鍛液壓機的關(guān)鍵部件(包括工作缸、固定橫梁、機架)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軟件進行參數(shù)化建模，然后將實體模型導(dǎo)入ANSYS?？紤]到精度和計算時間的問題，該工作缸采用SOLID187單元。 m，并且在工作缸的進油口和缸底圓弧過渡處加以細化。這樣整個工作缸模型共劃分為34041個單元，53085個節(jié)點。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際受力比較復(fù)雜，包括法蘭固定螺栓、壓蓋螺柱對工作缸的作用力，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。故對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. 計算結(jié)果分析（1）工作缸整體強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快鍛液壓機工作缸整體強度和變形基本滿足設(shè)計要求。 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，對法蘭支承型式的20 MN快鍛液壓機工作缸也進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快鍛液壓機工作缸選用缸底支承型式不但滿足該壓機獨特的結(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渡區(qū)的應(yīng)力集中問題，但缸底與缸壁過渡區(qū)的應(yīng)力集中問題需要考慮。在液壓缸缸底圓角過渡區(qū)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，例如過渡圓弧半徑太小，或圓弧形狀過于復(fù)雜致使加工困難，粗糙度太差，有明顯刀痕，都會使缸底對應(yīng)力集中敏感，降低缸的疲勞強度，因此
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