【正文】 較小位移（mm）%較大 簡(jiǎn)支約束和全約束計(jì)算結(jié)果的比較序號(hào)約束方式比較內(nèi)容簡(jiǎn)支約束全約束絕對(duì)差值相對(duì)差值相對(duì)差值1線約束應(yīng)力（Mpa）%較大位移（mm）%較大3面約束應(yīng)力（Mpa）%較大位移（mm）%較大得出結(jié)論：（1） 線上約束與面上約束的計(jì)算結(jié)果相差較小，說(shuō)明將位移約束施加在線上約束和面上約束對(duì)有限元計(jì)算結(jié)果影響較小，而且線上約束的計(jì)算結(jié)果相對(duì)較大。 經(jīng)過(guò)對(duì)上述各種約束方案的分析比較及與合肥鍛壓廠主任工程師及指導(dǎo)老師的討論，最終確定工作臺(tái)底面內(nèi)板底面四邊簡(jiǎn)支的位移約束方式作為工作臺(tái)的位移約束方式。分別計(jì)算了厚度為、及的有限元計(jì)算結(jié)果?？梢园l(fā)現(xiàn)當(dāng)厚度減薄到時(shí)已超過(guò)的限制，故而再增加，即計(jì)算下的應(yīng)力值，,可見(jiàn)仍已超過(guò)的限制，故而選擇作為該尺寸的輕量化結(jié)果。然而，以上只是根據(jù)廠方提出的設(shè)計(jì)思想，即采用減薄工作臺(tái)與下橫梁上墊板配合工作部分尺寸來(lái)達(dá)到輕量化的目的。因而有必要在初步輕量化結(jié)果的基礎(chǔ)上繼續(xù)對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行必要的分析，從而進(jìn)一步優(yōu)化工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)，最終達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)和尺寸的目的，以求得到更好的設(shè)計(jì)結(jié)果。其中，拓?fù)鋬?yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的最高層次，它是指將尋求結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)鋯?wèn)題轉(zhuǎn)化為在給定的設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)尋求最優(yōu)材料分布問(wèn)題，以確保諸如整體剮度、自振頻率等在滿足工程要求的條件下獲得極大或極小值[9]。由于工作臺(tái)是焊接而成，工作臺(tái)內(nèi)外板之間為中空結(jié)構(gòu)，其間布置加強(qiáng)筋，上板開(kāi)設(shè)的頂出孔也是用于由中心棒頂出工件或者廢料所用，故而整體工作臺(tái)結(jié)構(gòu)上沒(méi)有多少改進(jìn)的余地。6 液壓機(jī)工作臺(tái)的拓?fù)鋬?yōu)化及最終輕量化 拓?fù)鋬?yōu)化模型的建立及初步優(yōu)化方案的提出 只保留需要保留的結(jié)構(gòu)和整體框架結(jié)構(gòu)以及總體尺寸等，以運(yùn)用拓?fù)鋬?yōu)化的方法建立工作臺(tái)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而建立用于拓?fù)鋬?yōu)化的工作臺(tái)初始幾何模型。由于ANSYS只對(duì)單元類型編號(hào)為1的單元進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化[10]，從而可以利用這一特性提出兩種要優(yōu)化和不優(yōu)化的區(qū)域的方案，即分別將工作臺(tái)下方原空槽部分以及工作臺(tái)下方實(shí)體全部選擇作為優(yōu)化區(qū)域。定義拓?fù)鋬?yōu)化函數(shù)之后，需要為優(yōu)化計(jì)算過(guò)程選擇合適的求解方法。進(jìn)行6次迭代。（由于篇幅的限制，這里只列出兩種方案下去材料的百分比分別為50%繪制得到的拓?fù)鋬?yōu)化單元偽密度圖，以及拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果[11]。對(duì)于其他取出材料百分比這里也不再列出。具體有限元過(guò)程與上面輕量化過(guò)程類似，此處不再贅述。（2）兩種方案中短邊上的“空洞”總是隨著去除材料百分比的逐漸增大而逐漸向邊緣靠近。（3）兩種方案中兩邊交界處區(qū)域靠?jī)?nèi)部分始終未被去除，而且從應(yīng)力圖可知，這部分區(qū)域有應(yīng)力集中現(xiàn)象，因而考慮將工作臺(tái)長(zhǎng)邊上靠近短邊的筋板再向短邊移動(dòng)一些。（2）工作臺(tái)短邊上的筋板向邊緣移動(dòng)。并對(duì)改進(jìn)之后的工作臺(tái)模型進(jìn)行有限元計(jì)算，得到的應(yīng)力、。 進(jìn)一步提出拓?fù)鋬?yōu)化方案及輕量化最終結(jié)果上述輕量化結(jié)果仍有進(jìn)一步輕量化的空間，同時(shí)結(jié)合工作臺(tái)下表面應(yīng)力及位移的不均勻性，因而而考慮對(duì)這部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。分別定義去除材料的百分比為30%，50%，80%，得到的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果（~1之間）。 優(yōu)化區(qū)域示意圖 單元類型1顯示圖%單元偽密度圖及拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果依據(jù)得到的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論： （1）無(wú)論去除材料的百分比的多少，總是最先去除單元類型1區(qū)域邊緣位置材料而保留中心部分材料。根據(jù)得到的結(jié)論并參照拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果并進(jìn)行一定的修正進(jìn)一步改進(jìn)之后的三維實(shí)體模型。經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)之后的最大應(yīng)力增大了，而達(dá)到，但仍小于的限制，因而滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)有效地實(shí)現(xiàn)了輕量化的目標(biāo)，因而認(rèn)為以上結(jié)構(gòu)改進(jìn)是合理的，從而得到最終輕量化之后的工作臺(tái)的零件圖，見(jiàn)附錄。（2）工作臺(tái)長(zhǎng)邊上靠近短邊的筋板再向短邊移動(dòng)?？偨Y(jié)本文利用三維實(shí)體造型軟件Pro/E建立工作臺(tái)的幾何模型并導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS中對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際應(yīng)力、變形狀況進(jìn)行分析，并依據(jù)企業(yè)提出的的限制條件對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行了初步輕量化過(guò)程。對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行整理，得出了以下結(jié)論： （1）通過(guò)建立液壓機(jī)工作臺(tái)的幾何模型，確定符合實(shí)際工況的邊界條件，然后對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行有限元分析，結(jié)果表明工作臺(tái)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的材料力學(xué)方法存在較大的誤差，從而致使設(shè)計(jì)的工作臺(tái)尺寸、重量都過(guò)于龐大。在到之間的變化較為線性，而到時(shí)有非常大的應(yīng)力突變，而與之間的應(yīng)力變化有非常小，因而設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證該尺寸在及以上?，F(xiàn)代輕量化技術(shù)是集輕量化設(shè)計(jì)、輕量化材料、輕量化制造技術(shù)于一體的。掌握內(nèi)高壓成形、鋁合金半固態(tài)成形、激光拼焊板成形和超高強(qiáng)度鋼成形等輕量化材料的先進(jìn)成形技術(shù)。謝詞 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所涉及的課題是機(jī)械結(jié)構(gòu)的有限元分析，由于之前沒(méi)有接觸 過(guò)ANSYS軟件，所以覺(jué)得這是個(gè)挑戰(zhàn)。但是在具體實(shí)施的過(guò)程中，我還是遇到了相當(dāng)多當(dāng)初沒(méi)有預(yù)料的困難，也曾經(jīng)令我迷茫和彷徨，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的最終的定稿，也沒(méi)有我當(dāng)初設(shè)想的那么完美，但是總歸是自己盡力完成的，所以還是蠻欣慰的。首先要衷心地感謝我的指導(dǎo)老師扈老師，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作大綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，您嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開(kāi)闊的思維，循循善誘的指導(dǎo)一直給我很大的幫助。在設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的不斷修改中，我也努力做到及時(shí)積極地跟扈老師交流，因?yàn)槲矣X(jué)得這樣可以使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加完善。設(shè)計(jì)的最終完成，也是一波三折。再次對(duì)您表示感謝，師恩偉大，無(wú)以回報(bào)。特別是輔導(dǎo)員左老師一直以來(lái)對(duì)我的鼓勵(lì)和支持，跟我一起討論我們共同的興趣愛(ài)好，并在我陷入困境的時(shí)候給予我最中肯的指點(diǎn)，在此我表示衷心的感謝！左老師，雖然學(xué)生沒(méi)有能力和膽量去實(shí)踐自己心中的夢(mèng)想，但是您對(duì)我的寄語(yǔ)會(huì)一直在我的腦海里永存，有理想就有希望，有希望就能看到理想實(shí)現(xiàn)的那一天?！　∽詈笠兄x的是我的父母和家人，我永遠(yuǎn)都不會(huì)忘記你們的良苦用心和一如既往的支持與鼓勵(lì)。無(wú)論我成功與否，你們總以鼓勵(lì)的言語(yǔ)告訴我很棒，謝謝你們，我會(huì)繼續(xù)努力。我必堅(jiān)固你，我必幫助你，我必用我公義的右手扶持你。參考文獻(xiàn)[1] 徐千理 徐燕申 侯亮. CAD、CAE技術(shù)在大型液壓機(jī)設(shè)計(jì)分析中的應(yīng)