以連桿式冷鍛壓力機(jī)的閉式組合機(jī)身為研究對象,將機(jī)身三維模型導(dǎo)入Workbench中建立有限元分析模型,進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)計算,得到機(jī)身應(yīng)力整體在160 MPa以下,機(jī)身撓度為0. 36 mm,一階頻率為15. 886 Hz,均滿足使用要求。立柱Z向變形為0. 32 mm,超過許用值0. 2 mm,因此機(jī)身有優(yōu)化的余量和必要。采用多目標(biāo)優(yōu)化的方法,以靜力學(xué)分析為基礎(chǔ),定義機(jī)身不同板厚為設(shè)計變量,設(shè)置機(jī)身受到的應(yīng)力、立柱Z向變形為約束條件,以機(jī)身重量為目標(biāo)函數(shù)。對比3組不同計算結(jié)果得到的優(yōu)化方案,選擇方案1:機(jī)身重量由73828 kg變?yōu)?6706 kg,機(jī)身重量減少9. 6%,實現(xiàn)了機(jī)身的輕量化。對優(yōu)化后的機(jī)身進(jìn)行剛度計算和模態(tài)分析,得到機(jī)身撓度為0. 35 mm,立柱Z向變形量為0. 18 mm,一階頻率為15. 688 Hz,可以滿足實際使用要求。因此在壓力機(jī)設(shè)計中,可以考慮減薄板厚,以實現(xiàn)在滿足使用要求的前提下達(dá)到機(jī)身減重、降低制造成本的可能。 

【文章來源】：鍛壓技術(shù). 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

冷鍛壓力機(jī)三維模型

本文討論的12500 kN冷鍛壓力機(jī)為閉式組合結(jié)構(gòu)機(jī)身，機(jī)身主體由上橫梁、下橫梁和立柱3個部分組成。使用拉桿將上橫梁、下橫梁與左右立柱進(jìn)行預(yù)緊，將其構(gòu)成一個整體。實際工作中時，產(chǎn)生的鍛造力通過傳動機(jī)構(gòu)分為兩個部分:一部分力傳遞到機(jī)身上橫梁，即上橫梁受力為F1;一部分力傳遞到上橫梁安裝偏心軸的圓孔處，即偏心軸安裝孔受力為F2[6]。機(jī)身在工作條件下的受力示意圖如圖2所示。其中，F(xiàn)1的水平方向分力F1x=9.467×103kN,F2的水平方向分力F2x=3.033×103kN,F1的豎直方向分力F1y=0.945×103kN,F2的豎直方向分力F2 y=0.630×103kN，立柱水平方向受力H=1.575×103k N,Pg為公稱載荷。1.3 計算結(jié)果分析

在壓力機(jī)工作過程中，常見的激振源有滑塊和傳動齒輪。為防止壓力機(jī)產(chǎn)生共振，機(jī)身的固有頻率應(yīng)遠(yuǎn)離激振源[9]。本文中壓力機(jī)滑塊的運動頻率在0.42～0.83 Hz之間;小齒輪的運動頻率在3～6 Hz之間。從上述結(jié)果來看，優(yōu)化前機(jī)身的一階固有頻率為15.862 Hz，與激振源最大值6 Hz相差較遠(yuǎn)，因此，機(jī)身固有頻率遠(yuǎn)離激振源，不會產(chǎn)生共振。圖4 優(yōu)化前的機(jī)身模態(tài)分析有限元模型

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號：3354004