考慮疲勞壽命的L4S800-MB壓力機(jī)上橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2021-10-01 22:48
機(jī)械壓力機(jī)是通過曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械。隨著機(jī)械制造裝備向大型化、重型化方向發(fā)展,對(duì)機(jī)械壓力機(jī)的功能、承載能力、壽命及可靠性等都提出了更高要求。研究機(jī)械壓力機(jī)的疲勞壽命及可靠性不僅能保證壓力機(jī)的安全使用要求,而且還可以通過改進(jìn)壓力機(jī)及其零部件的機(jī)構(gòu)使壓力機(jī)的工作性能更加完善。本文以保證機(jī)械壓力機(jī)的使用安全且降低成本為目標(biāo),主要圍繞機(jī)械壓力機(jī)的上橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其疲勞壽命分析等關(guān)鍵問題開展研究。完成的主要工作如下:(1)上橫梁結(jié)構(gòu)建模和靜力分析。利用Inventor構(gòu)建上橫梁幾何模型,然后在ANSYS Workbench中建立其有限元模型,設(shè)置材料和邊界條件并進(jìn)行靜力分析,最終得到應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算結(jié)果,并針對(duì)結(jié)果作相應(yīng)的分析。(2)上橫梁的疲勞壽命分析。推導(dǎo)非對(duì)稱循環(huán)下材料的力學(xué)參數(shù)和壽命之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,并通過對(duì)上橫梁的有限元分析,計(jì)算關(guān)鍵部件可靠度為99.9%時(shí)的疲勞壽命。(3)考慮可靠度的上橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化。根據(jù)上橫梁的疲勞壽命,推導(dǎo)出部件可靠度為99.9%時(shí)對(duì)應(yīng)壽命的最大應(yīng)力,并以該最大應(yīng)力為約束條件,以部件體積最小為目標(biāo)根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果對(duì)部件去除材料,重新建模...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 機(jī)械壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
1.3 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)方法
1.3.2 工程有限元分析技術(shù)
1.3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
1.3.4 壓力機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3.5 機(jī)械裝備疲勞壽命研究現(xiàn)狀
1.4 研究目的與意義
1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 上橫梁結(jié)構(gòu)靜力分析
2.1 L4S800-MB壓力機(jī)結(jié)構(gòu)組成及其特點(diǎn)
2.1.1 功能及主要技術(shù)參數(shù)
2.1.2 工作原理
2.1.3 核心部件
2.1.4 優(yōu)化對(duì)象分析
2.2 幾何建模
2.3 有限元建模
2.3.1 建立材料屬性
2.3.2 網(wǎng)格控制策略
2.3.3 施加載荷與約束
2.4 上橫梁結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 上橫梁的疲勞壽命分析
3.1 有限元分析
3.2 疲勞壽命分析
3.2.1 名義應(yīng)力法
3.2.2 局部應(yīng)力應(yīng)變法
3.2.3 局部應(yīng)力應(yīng)變法求解疲勞壽命
3.3 本章小結(jié)
第4章 考慮可靠度的上橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 上橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1.1 拓?fù)鋬?yōu)化概述
4.1.2 上橫梁拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)現(xiàn)
4.2 考慮可靠度的上橫梁結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
4.2.1 邊界條件及載荷施加
4.2.2 優(yōu)化參數(shù)的定義
4.2.3 優(yōu)化方法選擇及求解
4.2.4 優(yōu)化過程及結(jié)果分析
4.2.5 優(yōu)化參數(shù)范圍重設(shè)定及優(yōu)化
4.2.6 優(yōu)化結(jié)果分析
4.3 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然氣管道穿孔局部應(yīng)力應(yīng)變分析[J]. 楊東財(cái). 沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度與疲勞可靠性分析[J]. 劉文,張淼,張亞靜,饒嶺. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]H級(jí)抽油桿許用應(yīng)力計(jì)算API方法適應(yīng)性分析與改進(jìn)[J]. 李大建,何淼,胡曉威,常莉靜,張巖,周揚(yáng)帆. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā). 2017(03)
[4]淺談曲柄壓力機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)[J]. 高強(qiáng). 重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]基于ADAMS的肘桿式機(jī)械壓力機(jī)仿真優(yōu)化分析[J]. 張亮,文學(xué)洙. 延邊大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[6]仿生活塞疲勞壽命預(yù)測(cè)與回歸設(shè)計(jì)[J]. 吳波,楊利,金紹江,王洪臣,于春燕,劉鴻濤,田為軍. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]各種平均應(yīng)力下高周疲勞極限間的定量關(guān)系[J]. 蔡曉靜,許金泉. 工程力學(xué). 2015(10)
[8]基于Workbench的高速壓力機(jī)曲軸疲勞分析[J]. 衣銳. 鍛壓裝備與制造技術(shù). 2014(06)
[9]GCr15鋼旋轉(zhuǎn)彎曲超長(zhǎng)壽命疲勞性能分析[J]. 魯連濤,李偉,張繼旺,鹽澤和章,張衛(wèi)華. 金屬學(xué)報(bào). 2009(01)
[10]機(jī)床結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 戴磊,關(guān)振群,單菊林,牛聰民,張洪武,顧元憲. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(05)
博士論文
[1]重型數(shù)控機(jī)床多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙明.華中科技大學(xué) 2008
碩士論文
[1]機(jī)械壓力機(jī)低速重載滑動(dòng)軸瓦的受力分析[D]. 丘佛球.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]含裂紋T型板安全性評(píng)估與疲勞壽命估算[D]. 楊紹坤.大連理工大學(xué) 2015
[3]油氣潤(rùn)滑高速滑動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 張成標(biāo).哈爾濱工程大學(xué) 2014
[4]500t連鑄鋼包車車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李庭武.燕山大學(xué) 2013
[5]組合式軋機(jī)機(jī)架的有限元分析[D]. 孫秀榮.燕山大學(xué) 2010
[6]機(jī)械壓力機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究[D]. 胡偉偉.南京理工大學(xué) 2009
[7]工程機(jī)械輪輞的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化[D]. 李青海.山東大學(xué) 2008
[8]新型數(shù)字化壓力機(jī)的研制[D]. 雷小寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[9]基于ANSYS的YJ32-100型四柱液壓機(jī)關(guān)鍵零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用[D]. 陳小剛.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3417483
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:65 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景
1.2 機(jī)械壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)形式
1.3 相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 機(jī)械壓力機(jī)設(shè)計(jì)方法
1.3.2 工程有限元分析技術(shù)
1.3.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
1.3.4 壓力機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀
1.3.5 機(jī)械裝備疲勞壽命研究現(xiàn)狀
1.4 研究目的與意義
1.5 論文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 上橫梁結(jié)構(gòu)靜力分析
2.1 L4S800-MB壓力機(jī)結(jié)構(gòu)組成及其特點(diǎn)
2.1.1 功能及主要技術(shù)參數(shù)
2.1.2 工作原理
2.1.3 核心部件
2.1.4 優(yōu)化對(duì)象分析
2.2 幾何建模
2.3 有限元建模
2.3.1 建立材料屬性
2.3.2 網(wǎng)格控制策略
2.3.3 施加載荷與約束
2.4 上橫梁結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 上橫梁的疲勞壽命分析
3.1 有限元分析
3.2 疲勞壽命分析
3.2.1 名義應(yīng)力法
3.2.2 局部應(yīng)力應(yīng)變法
3.2.3 局部應(yīng)力應(yīng)變法求解疲勞壽命
3.3 本章小結(jié)
第4章 考慮可靠度的上橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1 上橫梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
4.1.1 拓?fù)鋬?yōu)化概述
4.1.2 上橫梁拓?fù)鋬?yōu)化的實(shí)現(xiàn)
4.2 考慮可靠度的上橫梁結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
4.2.1 邊界條件及載荷施加
4.2.2 優(yōu)化參數(shù)的定義
4.2.3 優(yōu)化方法選擇及求解
4.2.4 優(yōu)化過程及結(jié)果分析
4.2.5 優(yōu)化參數(shù)范圍重設(shè)定及優(yōu)化
4.2.6 優(yōu)化結(jié)果分析
4.3 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]天然氣管道穿孔局部應(yīng)力應(yīng)變分析[J]. 楊東財(cái). 沈陽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(03)
[2]風(fēng)電支撐結(jié)構(gòu)靜強(qiáng)度與疲勞可靠性分析[J]. 劉文,張淼,張亞靜,饒嶺. 土木工程與管理學(xué)報(bào). 2018(03)
[3]H級(jí)抽油桿許用應(yīng)力計(jì)算API方法適應(yīng)性分析與改進(jìn)[J]. 李大建,何淼,胡曉威,常莉靜,張巖,周揚(yáng)帆. 大慶石油地質(zhì)與開發(fā). 2017(03)
[4]淺談曲柄壓力機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)[J]. 高強(qiáng). 重慶工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 2017(02)
[5]基于ADAMS的肘桿式機(jī)械壓力機(jī)仿真優(yōu)化分析[J]. 張亮,文學(xué)洙. 延邊大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[6]仿生活塞疲勞壽命預(yù)測(cè)與回歸設(shè)計(jì)[J]. 吳波,楊利,金紹江,王洪臣,于春燕,劉鴻濤,田為軍. 西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[7]各種平均應(yīng)力下高周疲勞極限間的定量關(guān)系[J]. 蔡曉靜,許金泉. 工程力學(xué). 2015(10)
[8]基于Workbench的高速壓力機(jī)曲軸疲勞分析[J]. 衣銳. 鍛壓裝備與制造技術(shù). 2014(06)
[9]GCr15鋼旋轉(zhuǎn)彎曲超長(zhǎng)壽命疲勞性能分析[J]. 魯連濤,李偉,張繼旺,鹽澤和章,張衛(wèi)華. 金屬學(xué)報(bào). 2009(01)
[10]機(jī)床結(jié)構(gòu)三維參數(shù)化形狀優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 戴磊,關(guān)振群,單菊林,牛聰民,張洪武,顧元憲. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2008(05)
博士論文
[1]重型數(shù)控機(jī)床多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 趙明.華中科技大學(xué) 2008
碩士論文
[1]機(jī)械壓力機(jī)低速重載滑動(dòng)軸瓦的受力分析[D]. 丘佛球.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]含裂紋T型板安全性評(píng)估與疲勞壽命估算[D]. 楊紹坤.大連理工大學(xué) 2015
[3]油氣潤(rùn)滑高速滑動(dòng)軸承試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 張成標(biāo).哈爾濱工程大學(xué) 2014
[4]500t連鑄鋼包車車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 李庭武.燕山大學(xué) 2013
[5]組合式軋機(jī)機(jī)架的有限元分析[D]. 孫秀榮.燕山大學(xué) 2010
[6]機(jī)械壓力機(jī)參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究[D]. 胡偉偉.南京理工大學(xué) 2009
[7]工程機(jī)械輪輞的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析優(yōu)化[D]. 李青海.山東大學(xué) 2008
[8]新型數(shù)字化壓力機(jī)的研制[D]. 雷小寶.合肥工業(yè)大學(xué) 2007
[9]基于ANSYS的YJ32-100型四柱液壓機(jī)關(guān)鍵零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)研究及應(yīng)用[D]. 陳小剛.重慶大學(xué) 2007
本文編號(hào):3417483
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