本文關(guān)鍵詞：超長(zhǎng)大型液壓缸的設(shè)計(jì)與研究

  更多相關(guān)文章： 超長(zhǎng)大型液壓缸 動(dòng)靜態(tài)分析 設(shè)計(jì)流程 優(yōu)化 有限元分析

【摘要】：超長(zhǎng)大型液壓缸廣泛應(yīng)用于大型機(jī)械工程領(lǐng)域、大型裝備制造業(yè)及船舶行業(yè),對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有極其重要作用。但是目前超長(zhǎng)大型液壓缸的設(shè)計(jì)分析具有個(gè)例性質(zhì),設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與流程不是很完善。本文基于超長(zhǎng)大型液壓缸工作過(guò)程中的動(dòng)靜態(tài)特性,建立設(shè)計(jì)校核的方法與流程;以液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸為例展開(kāi)具體分析與優(yōu)化；最后運(yùn)用有限元軟件ANSYS和加載試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。對(duì)液壓油的粘性、可壓縮性及液壓彈簧效應(yīng)等進(jìn)行了研究,在此基礎(chǔ)上展開(kāi)超長(zhǎng)大型液壓缸的動(dòng)靜態(tài)特性分析。重點(diǎn)探討了超長(zhǎng)大型液壓缸瞬態(tài)突變時(shí)因自身慣性、液壓油可壓縮性影響而產(chǎn)生的爬行現(xiàn)象,低速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受非線性摩擦力、非線性彈簧力影響而產(chǎn)生的過(guò)渡現(xiàn)象,以及動(dòng)態(tài)特性的抑制消除措施。綜合動(dòng)靜態(tài)特性、工作環(huán)境及基本性能參數(shù),確定超長(zhǎng)大型液壓缸整體結(jié)構(gòu)型式和各組件連接形式,分析得出缸筒組件、活塞桿組件、密封裝置、支承導(dǎo)向裝置、緩沖裝置等組成部分的材料、技術(shù)要求和主要參數(shù),最后對(duì)各組件及整體件進(jìn)行了校核。進(jìn)一步研究了帶安裝角度的超長(zhǎng)大型液壓缸。以液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸為例,對(duì)超長(zhǎng)大型液壓缸展開(kāi)具體的設(shè)計(jì)計(jì)算,確定各零部件的結(jié)構(gòu)尺寸及連接方式,繪制出結(jié)構(gòu)尺寸示意圖,并進(jìn)行了校核。采用遺傳算法與復(fù)合形法相結(jié)合的Mtalab分析方法,對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。探討了缸筒組件與活塞桿組件之間的配合間隙、兩端耳環(huán)與外接支座軸銷(xiāo)之間的摩擦及安裝角度對(duì)軸向承載能力的影響規(guī)律。對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸進(jìn)行了ANSYS分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。運(yùn)用有限元ANSYS軟件中APDL命令流對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)分析：通過(guò)特征值屈曲分析進(jìn)行穩(wěn)定性校核;利用非線性屈曲分析進(jìn)行強(qiáng)度校核：改變液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸缸筒與活塞桿之間配合間隙、兩端耳環(huán)與支座軸銷(xiāo)之間摩擦系數(shù)及安裝角度,分析得出對(duì)應(yīng)的最大軸向承載及其變化規(guī)律；對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸進(jìn)行了模態(tài)分析。最后對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸軸向承載能力進(jìn)行了具體的加載試驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證理論模型計(jì)算分析和ANSYS分析的可靠性。本文對(duì)超長(zhǎng)大型液壓缸進(jìn)行了理論設(shè)計(jì)與研究,不僅從技術(shù)層面上保證其滿足工作環(huán)境提出的各種要求,從經(jīng)濟(jì)層面.上也進(jìn)行了優(yōu)化分析,可以為超長(zhǎng)大型液壓缸的制造及產(chǎn)業(yè)化提供一定的理論參考。
【關(guān)鍵詞】：超長(zhǎng)大型液壓缸 動(dòng)靜態(tài)分析 設(shè)計(jì)流程 優(yōu)化 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH137.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 緒論14-21
• 1.1 課題背景14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外液壓行業(yè)市場(chǎng)狀況分析15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外超長(zhǎng)大型液壓缸設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.1 國(guó)外超長(zhǎng)大型液壓缸設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)超長(zhǎng)大型液壓缸設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.4 超長(zhǎng)大型液壓缸的發(fā)展趨勢(shì)17-18
• 1.5 課題研究的目的及主要內(nèi)容18-20
• 1.6 本章小結(jié)20-21
• 第2章 超長(zhǎng)大型液壓缸工作特性分析21-43
• 2.1 液壓油工作時(shí)的動(dòng)靜態(tài)研究21-26
• 2.1.1 液壓油工作時(shí)的靜態(tài)特性21-23
• 2.1.2 液壓油工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特性23-25
• 2.1.3 液壓油的選取25-26
• 2.2 超長(zhǎng)大型液壓缸靜態(tài)特性分析研究26-28
• 2.2.1 主要性能參數(shù)26-27
• 2.2.2 內(nèi)外泄露分析27-28
• 2.3 超長(zhǎng)大型液壓缸動(dòng)態(tài)特性研究28-42
• 2.3.1 過(guò)渡現(xiàn)象29-31
• 2.3.2 爬行現(xiàn)象31-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 第3章 超長(zhǎng)大型液壓缸設(shè)計(jì)分析43-67
• 3.1 超長(zhǎng)大型液壓缸結(jié)構(gòu)形式和基本性能參數(shù)43-44
• 3.1.1 結(jié)構(gòu)形式43
• 3.1.2 基本性能參數(shù)43-44
• 3.2 超長(zhǎng)大型液壓缸主要零部件設(shè)計(jì)44-56
• 3.2.1 缸筒組件的設(shè)計(jì)計(jì)算45-47
• 3.2.2 活塞桿組件的設(shè)計(jì)及計(jì)算47-48
• 3.2.3 兩端耳環(huán)的設(shè)計(jì)計(jì)算48-49
• 3.2.4 密封裝置設(shè)計(jì)49-51
• 3.2.5 支承導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算51-52
• 3.2.6 緩沖裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算52-55
• 3.2.7 排氣裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算55-56
• 3.2.8 油口裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算56
• 3.3 超長(zhǎng)大型液壓缸的校核56-64
• 3.3.1 缸筒組件的校核57-58
• 3.3.2 活塞桿組件的校核58-62
• 3.3.3 支承導(dǎo)向裝置校核62-64
• 3.3.4 兩端耳環(huán)及其焊縫校核64
• 3.4 帶安裝角度超長(zhǎng)大型液壓缸的分析研究64-66
• 3.5 本章小結(jié)66-67
• 第4章 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸設(shè)計(jì)分析與優(yōu)化67-84
• 4.1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算67-73
• 4.1.1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸的材料68-69
• 4.1.2 缸筒組件的設(shè)計(jì)計(jì)算69-71
• 4.1.3 活塞桿組件的設(shè)計(jì)計(jì)算71-73
• 4.1.4 其他零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算73
• 4.2 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸的校核73-77
• 4.2.1 缸筒組件的校核74-75
• 4.2.2 活塞桿的校核75-76
• 4.2.2.1 活塞桿強(qiáng)度校核75
• 4.2.2.2 活塞桿穩(wěn)定性校核75-76
• 4.2.3 其他零部件的校核76-77
• 4.2.3.1 支承導(dǎo)向裝置的校核76
• 4.2.3.2 兩端耳環(huán)的校核76-77
• 4.3 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸的優(yōu)化設(shè)計(jì)77-82
• 4.3.1 尺寸參數(shù)優(yōu)化77-81
• 4.3.2 密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化81-82
• 4.4 配合間隙、摩擦和安裝角度的影響82-83
• 4.4.1 配合間隙的影響82
• 4.4.2 摩擦的影響82-83
• 4.4.3 安裝角度的影響83
• 4.5 本章小結(jié)83-84
• 第5章 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸ANSYS分析與試驗(yàn)驗(yàn)證84-99
• 5.1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸ANSYS分析84-93
• 5.1.1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸SolidWorks建模84-85
• 5.1.2 ANSYS分析的初始設(shè)定85-88
• 5.1.3 ANSYS特征值屈曲分析88-90
• 5.1.4 ANSYS非線性屈曲分析90
• 5.1.5 配合間隙、摩擦和安裝角度的影響90-91
• 5.1.6 模態(tài)分析91-93
• 5.2 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)油缸試驗(yàn)驗(yàn)證93-97
• 5.2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>94
• 5.2.2 試驗(yàn)方法與原理94-96
• 5.2.3 試驗(yàn)裝置96
• 5.2.4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析96-97
• 5.3 本章小結(jié)97-99
• 結(jié)論與展望99-101
• 參考文獻(xiàn)101-106
• 致謝106-107
• 附錄A (攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄)107-108
• 附錄B (ANSYS分析命令流)108-114

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本文編號(hào)：554011