本文關鍵詞：四柱式液壓機有限元分析及優(yōu)化

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【摘要】：液壓機的機身結構是液壓機結構的重要組成部分。用傳統(tǒng)的設計方法設計出來的機身結構存在諸多問題,例如使用材料過于保守,重量過大,經(jīng)濟效益低下等,從而降低了產(chǎn)品競爭力。本文介紹了液壓機結構在國內(nèi)外的發(fā)展和國內(nèi)液壓機結構設計分析方法,并對國內(nèi)一些液壓機結構優(yōu)化的研究做出總結。本課題采用Solidworks與Ansys Workbench兩款軟件,分析四柱式液壓機機身及主要部件的應力分布和等效變形情況,并對機身主要部件進行優(yōu)化,在符合機身強度和剛度的前提下,完成產(chǎn)品輕量化設計。首先,本文針對現(xiàn)有YH32-800四柱式液壓機的機構,建立了準確的裝配模型和分析模型。根據(jù)液壓機工作的實際情況施加邊界條件,利用Ansys Workbench對壓力機機身及各主要部件進行靜態(tài)結構分析,求出應力分布和變形情況,并對原方案進行了一定的評價。然后根據(jù)上述靜態(tài)分析結果,得出壓力機機身及各主要部件原方案的設計有較大優(yōu)化空間的結論。然后建立了以優(yōu)化尺寸為參數(shù)變量的三維模型,把強度和剛度作為約束條件,有關筋板厚度作為設計變量,質(zhì)量最小值作為目標函數(shù)。運用Design Explorer快速優(yōu)化工具進行優(yōu)化改進。優(yōu)化中選取多組設計變量的實驗點,計算不同實驗點的目標響應值,得到主要部件的優(yōu)化設計方案。最后將各個部件裝配,對壓力機機身結構進行整體靜力分析,評價最終優(yōu)化設計方案的效果。
【關鍵詞】：液壓機 有限元方法 靜態(tài)結構分析 優(yōu)化設計 Design Explorer
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH137
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景15
• 1.2 國內(nèi)外液壓機的發(fā)展15-17
• 1.2.1 西方國家鍛造液壓機發(fā)展進程15-16
• 1.2.2 國內(nèi)鍛造液壓機發(fā)展歷程16-17
• 1.3 液壓機結構設計優(yōu)化方法的發(fā)展17-19
• 1.4 研究的主要內(nèi)容、目的和意義19-21
• 1.4.1 研究的主要內(nèi)容19
• 1.4.2 研究的目的和意義19-21
• 第二章 有限元法理論21-32
• 2.1 引言21
• 2.2 彈性力學和有限元理論基礎21-28
• 2.2.1 彈性力學假說21-22
• 2.2.2 彈性力學中的一般定理22-23
• 2.2.3 彈性力學的基本方程23-26
• 2.2.4 有限元的核心思想26
• 2.2.5 連續(xù)體力學有限元分析26-28
• 2.3 有限元法介紹28-32
• 2.3.1 有限元法及相關理論相關發(fā)展簡史28-29
• 2.3.2 有限元法的主要內(nèi)容29
• 2.3.3 有限元法常用術語29-30
• 2.3.4 有限元法的基本步驟30-32
• 第三章 四柱式液壓機機身結構有限元分析32-52
• 3.1 四柱式液壓機機身結構32-44
• 3.1.1 引言32
• 3.1.2 機身結構32-44
• 3.2 機身有限元分析44-48
• 3.2.1 機身模型的簡化44-45
• 3.2.2 結構實體模型的建立45
• 3.2.3 結構有限元模型的建立45-46
• 3.2.4 施加載荷并求解46-47
• 3.2.5 結果分析47-48
• 3.3 三大部件之上橫梁分析48-49
• 3.4 三大部件之滑塊分析49-50
• 3.5 三大部件之下橫梁分析50-52
• 第四章 優(yōu)化設計理論52-62
• 4.1 優(yōu)化設計理論52-57
• 4.1.1 設計變量52-54
• 4.1.2 約束條件54-55
• 4.1.3 目標函數(shù)55-56
• 4.1.4 建立優(yōu)化設計問題的數(shù)學模型一般步驟56
• 4.1.5 優(yōu)化問題的基本解法56-57
• 4.2 優(yōu)化設計的發(fā)展概況57-58
• 4.3 優(yōu)化設計中靈敏度分析58-59
• 4.4 Design Explorer基礎59-62
• 4.4.1 主要參數(shù)介紹60
• 4.4.2 優(yōu)化方法設定60
• 4.4.3 響應面設計方法簡介60-62
• 第五章 四柱式液壓機機身結構優(yōu)化設計62-83
• 5.1 上橫梁結構優(yōu)化設計62-68
• 5.1.1 建立參數(shù)化模型62-63
• 5.1.2 建立優(yōu)化數(shù)學模型63-67
• 5.1.3 優(yōu)化結果分析67-68
• 5.2 滑塊結構優(yōu)化設計68-75
• 5.2.1 建立參數(shù)化模型68-69
• 5.2.2 建立優(yōu)化數(shù)學模型69-74
• 5.2.3 優(yōu)化結果分析74-75
• 5.3 下橫梁結構優(yōu)化設計75-80
• 5.3.1 建立參數(shù)化模型75-76
• 5.3.2 建立優(yōu)化數(shù)學模型76-79
• 5.3.3 優(yōu)化結果分析79-80
• 5.4 液壓機整機優(yōu)化結果80-83
• 總結83-84
• 參考文獻84-86
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況86

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：522315