【正文】 代到第14次時上橫梁的模型相比于第13次時發(fā)生了很大的變形，因此14次的迭代結(jié)果可能是不可行。為了更加了解了解迭代過程中模型體積的變化情況，下面圖4444446分別是底座在經(jīng)過3次、5次、7次、9次、11次、13次迭代后，得到的底座拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果圖。由這些底座的體積的變化圖可以看出材料在底座中是如何一步一步去除的：隨著迭代次數(shù)的增加，底座的體積由兩邊逐漸向中部減少，最后只留下了主要的受力部位?？梢娫鬃暮芏嗖课皇菐缀醪皇芰Φ?，是可以進(jìn)行進(jìn)一步的刪減的。圖41 3次迭代結(jié)果圖42 5次迭代結(jié)果由云圖和輸出數(shù)據(jù)可以看出，拓?fù)鋬?yōu)化先從底部和中心部位開始，由內(nèi)向外，由中心逐步向四角延伸，前五次迭代優(yōu)化掉的部分并不算很多。圖43 7次迭代結(jié)果圖44 9次迭代結(jié)果經(jīng)過第69步迭代，底部優(yōu)化的已經(jīng)完成，中心部位正在逐步向內(nèi)和四面延伸。說明底部在底座中起的作用并不大，中心部位也不是重要部分。圖45 11次迭代結(jié)果圖46 13次迭代結(jié)果經(jīng)過13次迭代，拓?fù)鋬?yōu)化的模型已經(jīng)基本出現(xiàn)。底部被優(yōu)化掉一部分，主要是中心部位，被大面積優(yōu)化。留下四角的幾根肋柱以承受應(yīng)力。第5章 拓?fù)鋬?yōu)化后底座重新設(shè)計和有限元分析底座經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化之后得到的優(yōu)化模型往往是不規(guī)則，因此在設(shè)計底座時，需要根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果對底座的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計使其既能減輕重量又能保持一定的剛度。設(shè)計好新底座之后，為了保證其強(qiáng)度、剛度符合要求，需對其進(jìn)行有限元分析。 底座的重新設(shè)計底座經(jīng)過15次的迭代優(yōu)化后，得到的結(jié)果如圖51所示。圖51 拓?fù)鋬?yōu)化后底座模型可以看出： 優(yōu)化后底座中心部位的材料去除很多，查不到只剩4根肋柱，也即是他的主要受力位置； 底部被局部優(yōu)化掉，說明底座受力較??； 四壁的肋板被優(yōu)化掉，所以說四壁不是主要受力部位。因此，對底座的重新設(shè)計可以考慮以下幾個方面： 加粗中心筋板 減少四壁的肋板厚度 改變地腳螺栓的位置，使固定更牢固圖52 重新設(shè)計的新底座如原有底座的受力分析一樣，拓?fù)鋬?yōu)化后的受力與原底座相同。對于最大壓制力為25MN的液壓機(jī)來說，活動橫梁產(chǎn)生的壓力為25MN。模塊兒面積為790mm1100mm，則受力面積： （51）則，壓強(qiáng)為： （52）而在螺母預(yù)緊力的作用下，底座受到的載荷如下： （53）F為最大公稱壓力25MN, S為凸臺受力面積 則壓強(qiáng)為： （54）底座底部受預(yù)緊力和反作用力,，則總受力為： （55）則，壓強(qiáng)為： （56）重新設(shè)計后的底座仍然是采用鑄造完成，而非焊接式。液壓機(jī)的底座一個整體，所以這里仍采用的是三維實(shí)體單元來進(jìn)行分析，這樣也比較符合實(shí)際。這里用Pro/E軟件對重新設(shè)計的底座進(jìn)行建模，然后將模型以部件的形式導(dǎo)入ABAQUS軟件中然后再進(jìn)行有限元分析。材料截面屬性、分析步和場輸出量、載荷及邊界條件的設(shè)置和前面的有限元分析是一樣的這里不加詳述。 劃分網(wǎng)格首先，對模型進(jìn)行布種，就這里網(wǎng)格的密度劃分為中等水平。用六面體進(jìn)行劃分網(wǎng)格進(jìn)行優(yōu)化分析時，結(jié)果會比較準(zhǔn)確，但是用六面體劃分網(wǎng)格時要求模型結(jié)構(gòu)比較規(guī)則。底座的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對其進(jìn)行六面體網(wǎng)格的自動劃分十分困難，故采用能自動劃分的四面體對模型進(jìn)行劃分，因此，對底座的網(wǎng)格劃分采用四面體單元，如圖53所示圖53 網(wǎng)格劃分圖 有限元分析結(jié)果網(wǎng)格劃分之后就要對底座進(jìn)行有限元分析，在作業(yè)模塊創(chuàng)建作業(yè)，然后提交分析。 （1）底座的位移分析分析之后上橫梁在Y（U2）方向的位移變形圖如圖54所示。圖54 底座Y方向（U2）位移根據(jù)分析數(shù)據(jù)，,底座的跨距為2m。所以認(rèn)為底座這樣設(shè)計上剛度是不滿足要求的。（2）底座的的應(yīng)力分析經(jīng)過ABAQUS分析后，其應(yīng)力云圖如55所示。可得到底座在X、Y、Z三個方向的受力情況如表51所示。材料ZG的屈服極限為280Mpa，則ZG270的許用應(yīng)力為280/=175Mpa,大于最大的等效應(yīng)力，因此重新設(shè)計的底座也滿足強(qiáng)度上的要求。表51 橫梁受力情況方向XYZ等效應(yīng)力最大應(yīng)力（Mpa）將拓?fù)鋬?yōu)化前后的底座在各個方面進(jìn)行對比，如表52所示：表52 拓?fù)鋬?yōu)化前后對比名稱最大應(yīng)力Mpa相對撓度mm/m體積m3原有底座新底座許用值175 從表中可以看出新底座的最大應(yīng)力和相對撓度上比舊底座都由改進(jìn)，且都能滿足橫梁的強(qiáng)度和剛度的要求。%。這在底座的制造成本上將會在一定程度上得到降低?？偨Y(jié)本課題以生產(chǎn)耐火磚的25MN鑄造液壓機(jī)為研究對象，通過對液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)及其各部分受力特點(diǎn)的分析，應(yīng)用三型軟件建立實(shí)型，并用有限元分析軟件針對底座進(jìn)行有限力結(jié)構(gòu)分析，從而了解底座位的、應(yīng)中情況，達(dá)到校核各部分和的目的。然后對底座進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，找到最優(yōu)的設(shè)計方案，進(jìn)而根據(jù)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行重新建模，并用ABAQUS對之進(jìn)行有限元分析。本課題主要得出了以下結(jié)論：（1） 根據(jù)底座進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果，底座在保證剛度、強(qiáng)度的條件下，有一定的優(yōu)化空間即可以移除很多材料。（2） 經(jīng)過拓?fù)鋬?yōu)化前后底座的對比，,，原底座不符合底座的強(qiáng)度剛度要求，拓?fù)鋬?yōu)化后滿足應(yīng)力要求。 ,%。參考文獻(xiàn)[1]俞新陸．液壓機(jī)的設(shè)計與應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006．12．[2] 曾攀，有限元分析基礎(chǔ)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2008 [3]——ABAQUS高層訪談[J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2004,(第3期). [4][J].機(jī)械設(shè)計理論,2008,(第9期). [5][J].礦業(yè)科學(xué)技術(shù),2004,(第6期). [6][J].機(jī)械制造,2008,(第2期). [7][J].機(jī)械工程,2010,(第11期). [8][J].山西建筑,2012,(第7期). [9][J].液壓與氣動,2012,(第8期).[10]周增國，[J].計算機(jī)與現(xiàn)代化,2000,(第12期).[11]曹文鋼,[J].鍛壓裝備與制造技術(shù),2013,(第5期).[12]王仿，[J].煤礦機(jī)械,2009,(第8期).[13][J].CAD/CAM與制造業(yè)信息化,2004,(第11期).[14] Zienkiewicz O C and Cheung Y K, The Finite Element Method in Structural and Continuum Mechanics, London: McGrawHill 1967. [13][J].機(jī)械電子工程,2010,(第1期).[14]莊茁等編著. ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例. 北京：科學(xué)出版社, . [15] Zienkiewicz O C, The finite element methods, from intuition to generality, Applied Mechanics Reviews, 1970, 23(2).[16][J].機(jī)械制造及自動化,2010,(第8期).[17][J].機(jī)械設(shè)計及理論,2010,(第1期).[18][J].中國機(jī)械工程,2014,(第3期).[19]俞新陸 楊津光,液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)與控制,機(jī)械工業(yè)出版社,.[20][J].機(jī)械設(shè)計及理論,2007,(第3期).[21]為短訓(xùn)，[J].甘肅科技,2007,(第9期).[22][J].機(jī)械制造及其自動化,209,(第5期).致謝歷時將近5個月，終于將這篇論文寫完。在論文的寫作過程中遇到了很多的困難和障礙，最大的困難就是所用到的有限元知識沒有學(xué)過，有限元軟件ABAQUS也沒有接觸過，所以一切都要從頭開始學(xué)起。特別感謝我的導(dǎo)師——林謝昭老師，感謝他給予我無私的指導(dǎo)和幫助，從畢業(yè)設(shè)計剛開始給我們提供豐富的材料和中間知道我用有限元軟件，給我講有限元相關(guān)的知識，以及后面不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。所以，畢業(yè)設(shè)計之所以能夠順利完成，離不開林老師對我的悉心的指導(dǎo)和幫助。此外，林老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣，他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。在四年的大學(xué)生活中，我也得到了許多老師和同學(xué)的幫助。在這里，我也要向所有幫助過我的人表達(dá)深深的