压力机闭式组合机身有限元分析及补强拉杆预紧设计新方法

为准确应用有限元法计算闭式组合机身应力变形,合理设计补强拉杆预紧效果,依据长期从事机身结构设计及有限元法分析的经验,总结出了一种较为可行的闭式组合机身有限元分析法以及补强拉杆预紧设计思路。该方法可控制闭式组合机身刚度及预紧作用实现比较理想的效果。     

基于有限元计算的冷锻压力机组合机身的结构优化

以连杆式冷锻压力机的闭式组合机身为研究对象,将机身三维模型导入Workbench中建立有限元分析模型,进行静力学分析和模态计算,得到机身应力整体在160 MPa以下,机身挠度为0. 36 mm,一阶频率为15. 886 Hz,均满足使用要求。立柱Z向变形为0. 32 mm,超过许用值0. 2 mm,因此机身有优化的余量和必要。采用多目标优化的方法,以静力学分析为基础,定义机身不同板厚为设计变量,设置机身受到的应力、立柱Z向变形为约束条件,以机身重量为目标函数。对比3组不同计算结果得到的优化方案,选择方案1:机身重量由73828 kg变为66706 kg,机身重量减少9. 6%,实现了机身的轻量化。对优化后的机身进行刚度计算和模态分析,得到机身挠度为0. 35 mm,立柱Z向变形量为0. 18 mm,一阶频率为15. 688 Hz,可以满足实际使用要求。因此在压力机设计中,可以考虑减薄板厚,以实现在满足使用要求的前提下达到机身减重、降低制造成本的可能。     

新型液压螺母及其应用

机械压力机、摩擦压力机、液压机等经常采用闭式组合机身,它一般由横梁、底座、立柱和四根拉紧螺栓组成。为了在工作状态下使压力机的横梁、立柱和底座之间不产生间隙和错移,必须在机身装配时使螺栓产生一个弹性伸长量,从而形成一定的预紧力。装配时,先将螺母拧靠在横梁上,然后再使螺栓伸长⊿L,使螺母和横梁之间形成间隙。     

闭式压力机组合机身的有限元分析

根据闭式压力机组合机身结构及受力特点，建立了实用的机身计算模型，以JF75G-125A型压力机为例，对组合机身进行静、动态有限元分析，阐述了机身在不同工况下接触压力的变化规律，获取了机身结构的前三阶固有频率及振型。     

闭式压力机组合机身数值模拟与试验研究

针对闭式压力机组合机身传统设计计算方法存在的问题,利用接触分析理论与方法对机身接触面的接触非线性问题进行研究。对组合机身拉紧螺杆的预紧力进行分析计算,获得了较为可靠的机身计算模型。对计算模型进行数值模拟,得出其在受载状态下的应力与变形的计算结果。利用仪器对机床进行试验,将测试结果与计算结果进行对比,最终证明分析方法的可行性。     

JD36-630型压力机机身有限元分析与测试

以JD36-630型压力机为例,利用ANSYS软件,根据闭式组合机身特点,建立有效的计算模型,对其进行强度和刚度分析,获得机身应力和变形规律;对JD36-630机身进行结构测试,与有限元分析结果对比,修正模型,为有限元分析与优化提供实际参考.     

1600kN闭式双点压力机组合机身预紧力研究

U型纵梁腹面冲孔工艺采用1600kN闭式双点压力机,布置10多个独立模架,不同孔径的冲孔所需冲裁力不同、多工位冲孔不同会造成偏心载荷,而预紧力、偏心载荷是影响闭式压力机组合式机身可靠性的重要因素。本文基于U型纵梁腹面冲孔工艺设计了组合式机身,运用Solidworks建立1600kN压力机机身的三维模型,在Ansys Workbench中,对组合式机身进行预紧状态、集中载荷与偏心载荷的有限元分析,得到立柱与上横梁接触面的接触压力云图、预紧系数k与偏载系数i的关系,为确定合理的预紧系数提供了理论依据。     

闭式压力机组合式机身的设计研究

本文以JF36-630M闭式双点压力机的机身为研究对象,根据机械压力机结构设计和机身的受力特点,运用一种组合机身的设计方法,结合经典材料力学公式来确定预紧力和预紧系数,其计算出的结果与实际测量值误差较小;计算底座与横梁强度,确定芯轴的受力载荷,进行校核,有效的提高设计质量和设计速度,并降低成本。     

6300kN分体拉杆结构单柱液压机机身设计

本文应用有限元方法,设计了6300kN分体拉杆结构单柱液压机机身。机身分成上梁、立柱和下梁三个独立的零部件,采用拉杆超压预紧组合在一起。通过计算得出在公称载荷下机身体各部分应力和变形情况以及拉杆所受拉力等数据,确定了拉杆的直径和适合的预紧力等参数。对比了整体结构与组合结构机身两种设计方案,新结构整机重量虽略有增加,但刚度更好,关键是解决了制造、起吊和运输方面的困难。     

拉紧螺栓预紧力对闭式组合机身压力机精度的影响

在闭式组合机身压力机中拉紧螺栓的预紧力对压力机精度有较大影响 ,文中利用ANSYS有限元程序对一台德国新型锻压机进行了分析 ,得出了拉紧螺栓中预紧力对闭式组合机身压力机精度的影响规律 ,其结果对提高我国同类型压力机的设计与制造精度有重要指导意义和应用价值。     

拉紧螺栓预紧力对闭式组合机身压力机精度的影响

在闭式组合机身压力机中拉紧螺栓的预紧力对压力机精度有较大影响,文中利用ANSYS有限元程序对一台德国新型锻压机进行了分析,得出了拉紧螺栓中预紧力对闭式组合机身压力机精度的影响规律,其结果对提高我国同类型压力机的设计与制造精度有重要指导意义和应用价值。     

JA36-630E压力机组合机身的预紧力研究

本文以JA36-630E闭式双点压力机为研究对象,根据机械压力机结构设计和机身有限元分析的经验,运用一种组合机身设计通过有限元校核分析的新方法,确定预紧力和预紧系数,其计算出的结果与实际测量值误差较小。具体方法是运用有限元方法来计算机身和拉杆的刚度,再结合经典材料力学公式来确定预紧力,有限元方法将误差控制的越小,得到的预紧力计算的结果误差越小,有效的提高设计质量和设计速度,并降低成本。     

闭式压力机立柱刚度的优化设计

讨论了闭式压力机立柱的刚度设计问题。导出了立柱刚度设计中必须满足的两个不等式。分析了影响闭式压力机立柱刚度的各个因素。     

闭式压力机立柱刚度的优化设计

讨论了闭式压力机立柱的刚度设计问题。导出了立柱刚度设计中必须满足的两个不等式。分析了影响闭式压力机立柱刚度的各个因素。     

半闭式压力机机身设计的探讨

参照国内外几种半闭式压力机机身结构,根据已生产的半闭式压力机及相关资料,对半闭式压力机机身进行力学分析,探讨一种更加合理而且比较经济的方法来设计半闭式压力机的机身,从而生产出更加经济的可以完全取代同规格闭式压力机的产品.     

闭式机架横梁静不定力矩的柔性转角计算法

闭式轧机机架的应力和变形计算首先要进行横梁静不定力矩的求解。本文介绍了一种新的柔性转角闭式机架计算方法。机架的计算模型被修改为：横梁与立柱转角处具有一定角度变形的闭式框架,并非没有角变形的所谓刚架。计算数据结果表明,本方法比传统的材料力学方法更精确,更接近有限元法（FEM）的计算结果。     

闭式机架的立柱结构分析

从受力、变形及刚度等方面分析了闭式机架两种不同的立柱结构，从而论证了在闭式机架中采用拉杆—套筒式立柱的优越性。     

12500 kN冷锻压力机机身结构的有限元分析

为了研究侧向力对压力机机身强度和刚度的影响,以北京机电研究所有限公司自主研发设计的CWEP12500 kN冷锻压力机为研究对象,针对其在工作过程中的受力特点,提出3种机身受力模型,运用ANSYS Workbench软件进行静力学分析,得到了3种加载方式下机身的应力和变形。结果表明,3种加载方式得到的机身应力均在60 MPa左右,满足要求。当机身承受由滑块的锻造力分解出的水平侧向分力时,立柱产生0.32 mm的变形量,不符合0.2 mm的经验许用值。立柱产生过大变形量会对滑块导向产生不利影响,加剧导轨和滑块的磨损,影响压力机成形精度。因此,在今后的设计计算中,应当将机身受到的侧向力作为影响压力机刚度的因素之一,并且注意立柱尺寸和结构的优化,以增加其刚度。     

闭式双点框架式机械压力机机身结构的拓扑-几何优化设计

以APE400闭式双点整体框架式压力机为对象,针对质量占比大且承载关键的机身底座和立柱,开展面向制造的机身结构拓扑-几何参数优化研究。分析了原压力机机身结构的静力学性能,明确了下模具与底座固定和滑动摩擦接触两种连接方式对其变形的影响,后者台面变形要大于前者,采用滑动摩擦接触模拟验证机身结构更为保守且更贴近实际。而后,采用变密度拓扑优化方法,分别获得了支撑模具的底座、机身侧立柱的材料拓扑构成,并根据实际板焊接制造工艺,建立了机身新型结构的参数化模型。最后,采用响应面优化方法进行几何参数寻优,对比了优化模型与原机型的性能指标。结果表明,当模具上台面变形差值在0.19 mm时能实现减重3130 kg,而与原机型的变形差值相同(0.26 mm)时能减重3803 kg,减重比达到18.46%,结构轻量化效果非常显著。     

闭式机架的立柱结构分析

从受力，变形及刚度等方面分析了闭式机架两种不同的立柱结构，从而论证了在闭式机架中采用拉杆－套筒式立柱的优越性。