本文關(guān)鍵詞：YH30-400液壓機機身結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 液壓機是生產(chǎn)大型模鍛件的重要的壓力加工設(shè)備。傳統(tǒng)方法設(shè)計的機身結(jié)構(gòu)存在結(jié)構(gòu)冗余、材料使用偏保守等弊端,致使產(chǎn)品重量大,成本高、效益低,削弱了產(chǎn)品競爭力等諸多弊端。有限元分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等CAE技術(shù)的應(yīng)用,對于縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低制造成本,增強企業(yè)競爭力具有重要意義。本論文以YH30-400液壓機機身為研究對象,利用有限元分析軟件ANSYS作為分析工具,進行有限元靜態(tài)特性分析,并根據(jù)分析結(jié)果進行機身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計研究。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論有: (1)對液壓機機身進行靜態(tài)有限元分析。利用有限元分析軟件ANSYS的參數(shù)化編程語言APDL,采用四面體實體單元建立機身的三維有限元模型,計算在滿載荷狀態(tài)(即400噸壓力)下機身的變形大小和應(yīng)力分布。機身的變形主要是指角變形,最大應(yīng)力發(fā)生在下橫梁與立柱連接圓角處,結(jié)果數(shù)據(jù)證明與實際情況相符。 (2)提取靜態(tài)有限元分析結(jié)果,并設(shè)置機身的數(shù)個焊接板的厚度為設(shè)計變量,以滿足機身剛度和強度為約束條件,以機身的總體積為目標(biāo)函數(shù),利用APDL編寫優(yōu)化分析文件和優(yōu)化控制文件的程序。采用子問題法對機身進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,得到了當(dāng)前條件下最優(yōu)化的設(shè)計參數(shù),有效降低了機身重量,達到輕量化的目標(biāo)。 本文所做的靜態(tài)有限元分析校驗了機身結(jié)構(gòu)的變形和應(yīng)力分布規(guī)律,結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析為以后的設(shè)計提供了方法與參考,具有一定的理論意義和實際應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：液壓機 有限單元法 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 機身
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TG315.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-12
• 第一章 緒論12-17
• 1.1 引言12
• 1.2 液壓機機身結(jié)構(gòu)分析的發(fā)展概況12-15
• 1.3 課題的來源、目的及意義15
• 1.4 YH30-400 液壓機機身結(jié)構(gòu)簡介15-17
• 第二章 有限元法理論及軟件介紹17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 有限元法介紹17-22
• 2.2.1 有限元法發(fā)展概述17-18
• 2.2.2 有限元法的基本思想18-19
• 2.2.3 有限元常用術(shù)語19-20
• 2.2.4 有限元法的基本步驟20-21
• 2.2.5 連續(xù)體力學(xué)有限元分析21-22
• 2.3 ANSYS 介紹22-25
• 2.3.1 ANSYS 簡介22-23
• 2.3.2 ANSYS 軟件功能23-25
• 2.4 彈性力學(xué)基礎(chǔ)25-30
• 2.4.1 彈性力學(xué)基本假設(shè)25-26
• 2.4.2 彈性力學(xué)基本方程26-30
• 第三章 液壓機機身靜態(tài)有限元分析30-42
• 3.1 液壓機機身簡介30-31
• 3.2 建立機身的有限元模型31-36
• 3.2.1 機身模型的簡化處理31
• 3.2.2 建模方法的選擇31-32
• 3.2.3 有限元模型的建立與求解32-36
• 3.3 結(jié)果分析36-42
• 3.3.1 變形場分析36-38
• 3.3.2 應(yīng)力場分析38-39
• 3.3.3 角變形計算39-42
• 第四章 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計42-50
• 4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計42-45
• 4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的特點與過程42
• 4.1.2 約束優(yōu)化的基本原理42-43
• 4.1.3 優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域中的一些常見術(shù)語43-45
• 4.2 有限元軟件ANSYS 提供的優(yōu)化算法簡介45-48
• 4.2.1 優(yōu)化算法的一般過程45
• 4.2.2 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計基本概念45-47
• 4.2.3 ANSYS 優(yōu)化過程47-48
• 4.2.4 ANSYS 零階方法優(yōu)化設(shè)計技術(shù)原理48
• 4.3 APDL 介紹48-50
• 第五章 機身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計50-59
• 5.1 引言50
• 5.2 機身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程50-54
• 5.2.1 生成優(yōu)化分析文件50-52
• 5.2.2 執(zhí)行優(yōu)化過程52-54
• 5.3 機身結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果分析54-59
• 結(jié)論與展望59-60
• 參考文獻60-63
• 碩士期間發(fā)表的論文63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項目64-65

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本文編號：298253