擺動輾壓機本體結(jié)構(gòu)設計與有限元分析
發(fā)布日期：2012-4-16 信息來源：
擺輾機本體結(jié)構(gòu)設計與有限元分析擺動輾壓技術(shù)是一種局部加載、多次累積、***后整體成形的金屬塑性加工新工藝。擺動輾壓機是實現(xiàn)擺動輾壓技術(shù)的特種成形設備。其傳統(tǒng)的設計方法存在設計周期長、結(jié)構(gòu)冗余、成本高等諸多弊端。采用常規(guī)算法進行設計計算，不易給出準確的計算結(jié)果，且無法了解各部位的受力狀態(tài)和變形情況。有時雖然增加了結(jié)構(gòu)重量，但浪費了材料，并且難以提高產(chǎn)品的設計質(zhì)量和水平。隨著cad/cam/cae技術(shù)的日益普及和應用，有限元分析等現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法己為工程設計人員廣為認識和采用，并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。有限元分析方法己在航空、航海、土建、機械等領(lǐng)域獲得廣泛應用，但在擺動輾壓機等鍛壓機械的產(chǎn)品設計中應用還不普及，許多產(chǎn)品仍沿用傳統(tǒng)的設計方法。本文采用ansys軟件分析了擺動輾壓機機身，對上、下橫梁的結(jié)構(gòu)作出了改進，使上、下橫梁各部位應力盡量分布均勻、合理，取得了既減輕機身重量、又提高強度和剛度的效果，為結(jié)構(gòu)的合理設計與改造提供了可靠的理論依據(jù)。 本文首先介紹了擺動輾壓機的工作原理、結(jié)構(gòu)特點、設計方法以及國內(nèi)外擺動輾壓機的研究和應用現(xiàn)狀。然后對有限單元法的理論和方法以及ansys軟件的功能進行了介紹。其次，對擺動輾壓機的滑塊、油缸、機身以及傳動系統(tǒng)的特點進行分析并對有關(guān)的部件進行了力學分析，給出了強度校核公式。***后，以4000kn單擺頭擺動輾壓機為基礎，建立了機身的實體模型并將其導入有限元分析軟件ansys中，通過有限元分析，得出了擺動輾壓機機身各部件的應力、應變以及位移分布規(guī)律。針對上、下橫梁的應力應變特點，對4000kn單擺頭擺動輾壓機的上、下橫梁局部不合理的結(jié)構(gòu)作了改進，調(diào)整了低應力鋼板的厚度，使得上、下橫梁的應力分布更加均勻。在經(jīng)過改進后上橫梁的***大應力由157mpa，變?yōu)?50mpa，減小了4.5％，機身重量減輕了12.8％，下橫梁的***大應力由183mpa變?yōu)?64mpa，減小了10.4％，機身重量減輕了10.8％。
