本文選題：超高壓液壓缸　切入點(diǎn)：鋼絲纏繞　出處：《揚(yáng)州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來(lái),隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的加速,液壓機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,逐漸從傳統(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域向國(guó)防工業(yè)、航空航天、核工業(yè)等領(lǐng)域擴(kuò)展。與此同時(shí),液壓機(jī)也呈現(xiàn)重載化、小型化趨勢(shì),其鍛造速度、壓下精度也隨之提高,這就對(duì)其核心部件液壓缸提出了更高要求。作為液壓機(jī)的核心部件,液壓缸直接決定了液壓機(jī)的承載能力、工作精度和鍛造速度,液壓機(jī)的重載化、小型化也促使液壓缸往超高壓化、小尺寸化的方向發(fā)展,傳統(tǒng)的液壓缸設(shè)計(jì)方法顯然已經(jīng)無(wú)法滿足要求。預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞超高壓液壓缸具有高承壓、高疲勞壽命、小尺寸、安全性好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為制造超高壓液壓缸的最佳選擇。目前,對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞超高壓缸已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究,但大都是將鋼絲層簡(jiǎn)化為當(dāng)量外壓,并未考慮鋼絲層間的摩擦,也就無(wú)法準(zhǔn)確反映芯筒和鋼絲層的應(yīng)力和應(yīng)變的變化規(guī)律;對(duì)于纏繞過(guò)程中鋼絲分層數(shù)對(duì)纏繞缸的影響也沒(méi)有進(jìn)行具體研究。因此,本文采用預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)設(shè)計(jì)80MPa超高壓液壓缸,在對(duì)其進(jìn)行ANSYS仿真分析時(shí)考慮鋼絲層間摩擦力、分層降溫加壓,研究結(jié)果能夠準(zhǔn)確反映芯筒和鋼絲層應(yīng)力應(yīng)變的變化規(guī)律;對(duì)纏繞過(guò)程中的鋼絲分兩層、五層和十層纏繞進(jìn)行分析,得出鋼絲分層數(shù)對(duì)纏繞缸的影響。具體研究?jī)?nèi)容如下:首先,介紹預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞液壓缸的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、優(yōu)勢(shì)和設(shè)計(jì)纏繞缸所遵循的原則,并根據(jù)彈塑性力學(xué)的相關(guān)知識(shí)推導(dǎo)出纏繞缸的相關(guān)計(jì)算公式,計(jì)算出80MPa纏繞缸的芯筒和鋼絲層的尺寸。將纏繞過(guò)程分為五層計(jì)算,得出纏繞時(shí)每層施加的初張力和每層纏繞完畢后芯筒內(nèi)壁的應(yīng)力分布、半徑收縮量。然后,借助有限元分析軟件ANSYS的參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL建立80MPa纏繞缸的有限元模型,模擬預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞過(guò)程和纏繞缸的合成狀態(tài)。針對(duì)纏繞缸的結(jié)構(gòu),將預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞過(guò)程分為五層分析,得出每層纏繞完畢后芯筒和鋼絲層的應(yīng)力分布、芯筒內(nèi)壁的切向應(yīng)力和半徑收縮量;纏繞完畢后芯筒內(nèi)壁加壓,模擬纏繞缸的合成狀態(tài),分析芯筒和鋼絲層的應(yīng)力分布。將鋼絲分為十層和兩層纏繞,研究鋼絲分層數(shù)對(duì)纏繞缸的影響。分析結(jié)果表明:有限元仿真值和理論計(jì)算值高度吻合,并且符合設(shè)計(jì)纏繞缸所遵循的原則;鋼絲分層數(shù)越多,有限元仿真值越接近理論計(jì)算值,預(yù)緊效果越好。最后,介紹纏繞過(guò)程中的工藝要求并對(duì)80MPa超高壓液壓缸進(jìn)行五層纏繞施工。對(duì)每層纏繞完畢后芯筒內(nèi)壁的應(yīng)變進(jìn)行測(cè)試,計(jì)算得出內(nèi)壁切向應(yīng)力;對(duì)每層纏繞完畢后的芯筒內(nèi)徑進(jìn)行測(cè)量,得出芯筒內(nèi)壁的半徑收縮量。將測(cè)試結(jié)果同理論計(jì)算值和有限元模擬值進(jìn)行比較,結(jié)果表明:三者吻合度較高,從而驗(yàn)證理論計(jì)算和有限元分析的正確性。本文采用預(yù)應(yīng)力鋼絲纏繞技術(shù)設(shè)計(jì)80MPa超高壓液壓缸,能夠有效減小超高壓液壓缸的尺寸,顯著降低生產(chǎn)制造成本,對(duì)超高壓類(lèi)容器的設(shè)計(jì)具有重要的指導(dǎo)意義。
[Abstract]:In recent years , with the acceleration of the global industrialization process , the application of hydraulic press has become more and more extensive , and has been expanded from the traditional machinery field to the field of defense industry , aerospace and nuclear industry . The stress distribution of the core barrel and the steel wire layer after the winding of each layer is obtained . The stress distribution of the inner wall of the core barrel is determined by the stress distribution of the inner wall of the core barrel , the synthetic state of the core barrel and the steel wire layer is analyzed .

【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TH137.51

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1717641