基于有限元法的铰链梁疲劳强度分析与设计研究

金刚石六面顶压机的关键零件铰链梁工作中受变载荷作用,易出现疲劳破坏。生产中常依据静强度进行类比设计。应用有限元理论研究铰链梁的疲劳强度,分析铰链梁工作中的应力与变形分布,并对常规方法,基于静强度结构优化后,基于疲劳强度结构优化后的铰链梁的应力与变形作对比与分析。研究结果表明,铰链梁中最大应力发生在凸耳处,与类比设计相比,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积减少15.7%,最大等效应力降低10.2%,疲劳安全系数提高10.86%;相对于基于静强度结构优化方案,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积有所增加,最大等效应力降低52.6%,基于静强度优化后,铰链梁中应力循环次数表示的寿命2.4×105次,基于疲劳强度的优化方案铰链梁寿命超过107次,该研究可为铰链梁的设计提供有益的参考。     

金刚石六面顶压机铰链梁的结构优化设计

本文以有限无法作为结构分析手段，采用敏度分析技术，在考虑疲劳强度的条件下，完成了铰链梁的结构优化设计，为金刚石六面顶压机关键零部件的设计提供了一套较为完整的设计方法和设计系统。利用ANSYS的APDL参数化语言，编制了铰链梁的结构优化设计程序ODPST，采用零阶优化方法进行了铰链梁的结构优化设计，得到了精确可靠的设计参数，有效地提离了铰链梁的抗疲劳性能和强度。     

基于Cortex-M3的铰式六面顶液压机铰链梁应变监测系统研究

铰式六面顶液压机是高温高压条件下合成超硬材料专用设备,长期在交变大荷载下工作,致使压机铰链梁容易产生疲劳裂纹,甚至断裂。为了实时监测铰链梁应力关键位置的健康状态,研制一套基于Cortex-M3的铰链梁应变监测系统,系统以Cortex-M3微处理器作为主控模块,构建集信号采集、调理、存储、无线传输等功能于一体的应变监测硬件装置。针对应变片安装问题设计了专用的液压机铰链梁现场应变监测感应器。并设计了用于远程接收数据和状态监测的上位机软件,通过网络对铰链梁工况条件下的应变数据进行采集与分析,实现了对六面顶液压机健康状态的远程监测。     

基于有限元及疲劳寿命分析的六面顶压机铰链梁设计

传统设计中,为防止系统可能出现过早疲劳破坏或预料不到的风险,往往使用更高的安全系数保守设计部件,大大增加铰链梁系统的重量和制造成本。本文利用计算机辅助设计软件ANSYS和MSC．FATIGUE对该铰链梁系统进行计算机辅助仿真分析设计,不仅优化了其设计结构、降低了成本,且预测了铰链梁系统的设计性能和期望寿命,从而使该类型产品的设计有了新的思路。     

铺管船低合金高强度钢铰链座焊接工艺

铰链座为铺管船船尾翻转梁的支座,铰链座的焊接质量直接影响翻转梁的安装质量,文中对铺管船低合金高强度钢铰链座的焊接方案、检验措施进行了详细的研究,并制定了铰链座的焊接工艺.实船焊接结果显示通过此工艺焊接的铰链座,焊接变形较小,焊接精度满足要求,此工艺可以指导其它船舶铰链座焊接安装参考.     

人造金刚石制造设备铰链梁断裂失效分析

分析了人造金刚石制造设备铰链梁断裂失效的原因。综合各项分析得出结论,铰链梁浇铸形成的机械粘砂层是导致裂纹形成的主要原因,调质热处理前未进行有效的退火处理使粗大的魏氏组织和发达的树枝晶残留,致使力学性能低下,最终使裂纹扩展导致失效。     

基于响应面法的缸梁一体式六面顶压机铰链梁优化

六面顶压机是中国生产金刚石的主要设备，其关重件铰链梁在工作中承受连续的交变载荷，易出现失效破损。提出RSM和MOGA相结合的方法，对新型六面顶压机的铰链梁进行优化分析。首先建立铰链梁的参数化模型，以关键部分的尺寸为设计参数，以最大应力和最大位移为目标函数，并对其最大质量进行约束；然后使用DOE获得设计试验点；利用RSM获得代理模型；再通过MOGA法搜索全局最优解，最后对铰链梁的优化结果进行评估。结果表明：优化后的铰链梁在质量略微增加的情况下，刚度和强度有效提高，应力集中现象也明显改善。     

华铸CAE模拟在铰链梁铸造生产上的应用

利用华铸CAE软件模拟铰链梁铸件树脂砂铸造的充型和凝固过程,对铸件充型行为,温度场变化及可能产生的缺陷进行了分析,依据分析结果对工艺进行改进,大大缩短了试制和生产的周期,节省了资金,生产出的铰链梁铸件轮廓完整,没有砂眼、气孔、裂纹、缩松等缺陷。     

等效梁法及其在柔性铰链机构中的应用

文章讨论了等效梁法的基本原理，然后以双平行四杆柔性铰链机构为例分析其位移性能；采用该方法进行有限元建模，一个柔性铰链由4个梁单元组成，因而，整个柔性铰链机构的单元数很少。分析结果表明：等效梁法仿真效率高，且有很高的精度。这一点对于仿真分析复杂的柔性铰链机构非常重要。     

JHY-4B压机铰链梁的铸造

针对铰链梁铸件产品,试验总结出砂芯、干型组合的工艺方法,使较难成形的造型操作变得灵活、方便、简易.合理的铸造工艺使生产难度较大的铰链梁铸件产品合格率达98%以上.     

新型大压机制造中若干问题的探讨

本对新型大压机的主机，增压器，油路系统，加热系统及控制系统等存在的问题及所涉及到的改进意见进行了广泛的评述，特别是对主机的铰链梁形式及兜底铰链梁的改进进行了初步的探讨。     

铰链梁铸造缺陷分析及对策

分析了HTDS-034DM压机铰链梁的生产工艺及主要铸造缺陷，提出了其铸造生产的改进措施。结果表明：采用底注开放式浇注系统，加大浇口面积以提高浇注速度，大砂芯内填充草绳以增加砂芯的退让性，开设好内砂芯的排气系统，做好铸型表面涂料的涂刷及烘干，熔炼质量合格的钢水以及合适的浇注温度是生产合格铰链梁铸件的关键。     

销轴拆除机器在六面顶压机上的应用

针对六面顶压机铰链梁销轴安装拆解过程中存在的难拆解问题,通过对销轴连接工艺进行研究,设计了一种销轴拆除机器设备,实现了六面顶压机铰链梁销轴拆除的机械化。该机器样机经过客户试验,满足使用要求,性能可靠,提高了生产效率,降低了生产成本,为金刚石行业的机械化和自动化提供了手段和参考。      

小吨位六面顶压机的扩缸改造

由于金刚石行业小吨位压机社会保有量相当大，现在实际生产中经济效益很低，几乎无利润，故对旧的铰链梁式六面顶压力机的改造具有相当好的经济意义。在铰链梁不变的前提下，对工作缸进行改造是可行的。     

六面顶液压机铰链梁窗口尺寸的计算

在进行六面顶液压机铰链梁设计时 ,当初定结构尺寸之后 ,机械强度的计算校核有公式引用 ,但对铰接梁的窗口尺寸尚无计算公式可依 ,致使人们采用各自的方法进行估测检验 ,以保证窗口尺寸 ,致少不因装卸不了窗内易损部件而造成设计失误。我公司在进行 4 60ｍｍ缸径压机铰链梁设计时 ,为确定最佳窗口尺寸 ,分析了影响窗口尺寸的结构要素和相互关系 ,推导出两组公式 ,进行计算或调整和验证。通过实践检验 ,这是一种简易、可靠的方法。现将计算公式和推导过程作以简介 ,与行业同仁交流 ,并供参考。1　窗口尺寸的概念 (见图 1)图 1窗口尺寸是指铰…     

柔性铰链设计与CAE验证

柔性铰链设计依赖于预期使用要求、塑料材料及注射加工过程,为此探讨了完全弹性、完全塑性、弹塑性柔性铰链几何设计的理论公式,分析了注射加工对柔性铰链弯曲寿命的影响。通过实际案例,采用模流分析软件预测了注射加工中不同模具设计对柔性铰链弯曲寿命的影响。     

新型直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的柔度计算及其性能分析

多轴柔性铰链应用于空间柔性机构。提出一种新型多轴柔性铰链——直圆椭圆复合型多轴柔性铰链,以卡氏第二定理为理论基础,推导直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的柔度计算式。采用所得计算式对一组实例进行柔度计算,同时对其进行有限元分析。通过对比分析,二者误差在14%以内,验证了计算式的正确性。借助于推导的计算式,分析直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的结构参数对其柔度的影响。定义相对柔度比,得出直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的转动能力、对载荷的敏感性均优于直圆型多轴柔性铰链。综上,直圆椭圆复合型多轴柔性铰链的提出,为柔性铰链在空间柔性机构的工程应用提供了新的思路。     

3自由度混合柔性铰链微定位平台的设计与分析

为了提高3自由度并联微定位平台的性能,研究了一种新型的混合柔性铰链微定位平台,它由正圆柔性铰链和直角柔性铰链组成。根据正圆柔性铰链和直角柔性铰链的不同特性,设计出了新型的混合柔性铰链微定位平台。先建立传统的3-RRR柔性铰链微定位平台和新型的混合柔性铰链微定位平台模型。再通过有限元分析软件,比较了新型混合柔性铰链微定位平台和传统的3-RRR柔性铰链微定位平台的柔度和灵敏性。结果表明,混合型柔性铰链微定位平台较传统的3-RRR柔性铰链微定位平台有更好的性能。     

铰链式精弯模的弯曲精度分析

分析了模具设计资料中所介绍的铰链式精弯模结构,证明用这种铰链式精弯模在弯曲工件过程中,不是如资料中所说的工件与铰链凹模之间没有相对滑动,而是存在相对滑动。推导了滑动偏移量Δ的计算公式,总结了铰链式精弯模的优、缺点。     

基于复合直梁型柔性铰链的导轨直线度测量研究

刚度是影响柔性铰链机械性能的重要参数指标,建立复合型柔性铰链拉伸刚度模型,在不同参数、不同尺寸条件下计算其解析解,通过ANSYS Workbench对其进行静力学仿真,分析各个结构参数对其刚度的影响,同时得出该种复合柔性铰链在同等尺寸及力的作用下比传统双边平行铰链有较大的输出位移。在解析解与仿真结果误差较小的情况下,设计出一种参数最优化的复合柔性铰链并搭建了测量平台,对滚珠丝杆驱动的导轨进行了直线度误差测量,将其结果和激光干涉仪测量结果对比,验证了基于该柔性铰链搭建的测量平台满足直线度的测量需求。