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无论是 四立柱还 是 二立柱 机架
作者:冠亚app 发布时间:2021-01-30 19:07

  锻压机架强度计算_机械/仪表_工程科技_专业资料。维普资讯 20年 l月 O3 2 沈阳航空I业学院学报 . Jun l fS e yn n tueo rn uia ̄gn eig o ra

  维普资讯 20年 l月 O3 2 沈阳航空I业学院学报 . Jun l fS e yn n tueo rn uia ̄gn eig o ra h n a g Isi t f o a t lF. le r o t Ae c n 第2 卷 第4 O 期 De 2 0 c.0 3 Vo .O N 4 12 o. 文 章编 号 :07 18(030 — 09 0 10 — 3520 )4 0 1 — 3 锻压 机架强度计算 岳 玉 梅 毛 雅 丽 ( . 阳航空 工业学 院 . I沈 辽宁 沈 103 ;. 阳工程学 院 ? 宁 沈 阳 1o3) 1 42沈 0 辽  ̄o4 摘 要: 本文 利用 有限 元方 法计算 分 析 了锻 压 机架 的结 构应 力 , 果表 明 : 架 理 论 计 算 的危 险 结 机 断面与 实 际断 裂位 置完 全相符 合 。本文 可 以作为 锻压机 架设 计 和结构 改进 的理 论参 考 。 关键 词 : 锻压 机架 ; 限 元分析 ; 劳 强度 有 疲 中 图分类 号 : G 1 T 35 文献标识 码 : A O 引 言 作为锻压机械 一个重要组成 部分的锻压机架 有 强 大 前 后 处 理 功 能 的 M R A C程 序 , 型 构 造 时 模 选择 了空间 8 结点等参元 及其 退 化单 元 , 个机 架 整 分为 9 1 个结点 , 4 个 71 6 O 4 单元 , 型 网格划 分 如 图 模 2所 示 。 因疲 劳破坏报 废 的事 例时 有发生 , 些是 突发性 有 事故 , 仅 带来 重 大 经济 损失 , 至造成 人 身 伤 不 甚 亡。 因此 , 有限元 法对机架进行应力计算 、 用 强度 分析 , 给出安全评估 , 这对 于安 全生产和新机架 的 设 计是十分必要 的。 () 2 弹簧 边 界 单元 弹 性 刚 度 系 数 的 计 算 。该 20 00吨 油 压 快 锻 机 机 架 1 机架 的有 限元 分 析 1 1 20 . 00吨 油 压 快 锻 机 的 结构 特 点 为立柱 导套导 向的下拉式 机架 。在计算 弹簧边界单 图 2 机 架有 限元 模 型 元 的 刚度 系数 时 , 虑到 考 导套一端 固定在 中横梁 上 , 另一 端 自由。其 刚度 系数 的计算可通过材料力学 中变截 面梁的刚度叠 加原理 , 该快锻机为导套导 向下拉式锻压机 , 上下横梁 为箱式结构 , 中横梁固定。中横梁 上部 由锻件与 其 上横梁相接触 , 中横梁下部液压杆与下横梁相接触 , 接触表面为一个球副。其结构简化如图 l 所示。计 算分为两种工况 , 工况 1图 l) ( a为载荷居 中; 工况 2 ( l) 图 b 为锻件偏置 , 置距离取e 3 m 。这里忽 偏 =2 m 5 略了液压缸与下横梁球副间的摩擦力矩。 在单位力 P的作用下 , 计算 出导套 自由端最 大挠度 求得为 : K = P/ 一 =4. 4 5 2× 1 9 m o N/ , 样 弹簧边 界单 元 的弹 性刚 度 即 可 这 母 a 工况 l b 工况 2 模型 中 4处共有 2 个 弹簧边界单 元 , 4 每个 单 () 3 载荷 。液压缸对下横梁 的作用 力 P=2 0 . 元 的弹性刚度系数为 =75 ×1s / 。 .7 0N m × 1 7 ,这 里以均 布面力 的形式 作 用在 下 横 梁 中 0N 心 的一 个 圆环 面 上 。 () 4 边界 约束。边 界约 束模 拟锻件 对 上横 梁 图 1 机 架的 力学 模型 作用 , 约束 了上横梁 一个 小 区域 各结点 3个方 向 上的平动和转动 自由度。 13 机 架 应 力 分 析 . 12 机 架 有 限 元 建模 . () 限元 网格划分 。有 限元计算采用 了具 1有 收稿 日期 : O — 4 2 2 3 0— 1 0 作 者简介 : 岳玉 梅 (91 )女 。 宁葫 芦岛 人 。 17 一 。 辽 讲师 有限元 应力计 算结果 以彩 色 云图形 式输 出 , 还可以以等应 力线 形式输 出 , 内部结 构应 力还 可 以剖开观察 , 方便 直观 。应 力集 中位 置及 其数值 维普资讯 沈 阳航 空工业 学 院学报 第 2 卷 0 一 看便知 。机架 结构 上下对 称 , 文重点 分析 下 本 横梁底 面中孔边缘应力最 大。从 计算的结果 可以 看出 : 下横梁底面 中孔 的应力集 中极 为严重 , 是非 横梁应力 。下横梁整 体应 力分布与普通梁应力分 布相似 , 面受 压 , 面受 拉 , 上 下 中性 面近似在水 平 中线上 。非应 力集 中 区的应力 水平 不高 ; 大 的 较 应力值 在横梁 出砂孔 和 中孔 的应力 集 中部位 , 下 应力集 中处 的 3倍 左 右 。其 它 应 力 较 大 点 如表 1表 1 V—M 为 V n , 中 o —Mis 力 。 一、 为 s 应 e P P 最大和最小主应力 。 单位 : a MP 衰 l 机架 应 力集 中处的峰 值应 力 , = 2.0 o 9 8 () 2 对于立柱导套式机架 , 无论是 四立柱还 是 二立柱 机架 , 在我 国液压机 的机架设计 中。 多是 采 用 苏联学者 B B.O A O 0 . P 3 H B5 年代提 出的力学计 算方法 。对于 机架这 种 多次静 不定 结构 。 方 法 该 假定 : 中横梁 导套 对立 柱 的作 用反 力 与 比为 5 13 .1 ; — 中 有关 系 :T = T; 2 。然 而 。 文 计 算 结 果 。 3T = 本 与 比为 2 9 8 .0 。这表 明 : . .O A O B B P 3 H B计算机架 的力 学方法 中的假定 公 式[]与实际情况相 比误差较 大 。当然 。 与 1, , 和 与 之间的 比例 关系还 跟导套 与立 柱 圈 3 机架 变形 圈 田 4 机 榘受 力筒 圈 的间 隙 , 以及 锻 件 与砧 子接 触 表 面 的情况 有 关 。 具体情况还需 进一步研究 。 14 机架变形量及 刚度计算 . 工况 2 架的变 形 图如 图 3所 示 , 机 在力 P= 2 0N ×17 作用 下 , 工况 1的机架纵 向变形量最大值 AX= .4 ×1 一m 故机架的刚度系数为 : 3 06 0 , K = P/ =6. 6 l× 1 9 m A 57 0 N/ 3 机 架 安全 系 数分 析 根据文献 [] 推荐计算 机械疲劳强度工 作安 3所 全系数的方法。 计算得该机架 的许用安全系数为 1 . 8 。机架下横梁与立柱应力集 中处 的疲劳强度工 作 安全系数如表 4 所示 , 4中的各点与表 l 表 中的各点 衰 2 导套 对立 柱 的作 用反 力 ( 工况 2 单 位 : ) Ⅳ 15 导 套对立柱作用反 力的计算与分析 . 位置相同。由工作安全 系数可看 出: 锻件 的偏 置作 用力对机架横梁的应 力变化情 况影 响不 大 。 对立 但 柱影响很大 , 如表 4中的 E点和 F 点。 衰 4 应 力集 中处 的工 作安 全 系数 s . 位置 ^点 B点 C点 D点 E点 F点 G点 H点 图 4为机架 受力 简 图 , 把导套 对立 柱 作用 处 的 6个边 界单元 的作用 反力 累加起来 , 可得 到 便 导套 对立柱处 的作用 反力 ( =14 。如表 2所 i ,) 示, 中 、 和 J 其 I f为锻件对 上横梁的作用力 和 力矩 。结果分析 : () 1 由表 2 可得 : 3T =5 13 T, 。 .1 ; 工况 1 . 7 179 161 189 3D7 315 188 223 13 .4 .5 4 .1 .J .4 .6 .9 工 况 2 . 7 175 167 176 2 1 172 184 227 13 .3 .4 . .6 4 3 4 .3 .6 .0 维普资讯 第4 期 岳 玉 梅等 : 锻压 机架 强度 计算 2 1 4 结 论 () 3 在偏 心荷载存在 的情况下 。 考虑侧 推力 并 时 , 与 比为 5 13倍 ; 与 .1 比为 2 98 .0 倍 ; B B P 3 H B计算 液 压机 架 的力 学 方法 而 . .O A O () 1有限元计算结果表 明下横 梁底 面中孔边缘 处为整个机架的最薄弱部位与实际完全吻合, V n 其 o — 中, 假设 T =T , = , 。 3 可见两者相差较 大。 () 4 实验 表 明本文 给出 的计 算 方法 是一 种经 济实用 的方 法。 参考文献 : [】 新陆 . 压 机 现 代 设 计理 论 [ . 京 : 槭 工 业 出版 社 , I俞 液 M】北 机 18 92 M e 应力 为 1 . M a其疲劳强度工作安全 系 s i s 5 3 P, 70 数仅为 1 4。 . 7 小于其许用安全系数 18 3 .。该处是整 个机架各应力集中处疲劳强度工作安全系数 中最小 者。 是原下横梁断裂破坏的首要原因所在。 () 限元 的计算 结果 表明对 于锻 造和模 锻 2有 液压 机( 一般认为上 、 下横梁与立柱相 比为绝对刚 度) 其最大偏 心载 荷对上 、 。 下横梁 的应力 影 响很 小 。 般 在 1% 以 内。 其对 横梁 的对 称 中性 面 一 0 尤 影响几乎为 0 。但偏心 载荷对立 柱 的影 响则是很 大 。 般 在 8 % 以上 。 一 0 [】 2 张洪亭 , 高德福 . 测试技 术[ 】沈 阳: M . 东北 大学 出版社 . 9 1 6 9 [】 灏 . 劳强度 [ 】北京 : 3徐 疲 M . 高等 教育 出版社 , 8 1 8 9 [】 机部 7研究 所一室 结构强 度组 . 4六 1 1 塑料模 型实验 技术 [】机 J. 械强度 .97 3 17 . An l ss a d r s a c n f a e o o g r s a y i n e e r h o r m ff r e p e s YU E Yu—me i MA Ya—l O i ( ?hn a gIs tt o e n ui nier g Lann h na g 10 3 ; . h na gE gne n ntue 1 S e yn ntue f r at a E g ei , i igS e yn 10 4 2 S e yn n ier g I i t。 i A o c l n n o i st Lannhnag10 3) ioigSeyn 04 1 Ab ta tT i a e n lz s te sr cua t s f a fre pes b nt lme tmeh d T e rs l ma e sr c : hs p p r a aye h tu trlsr s o og rs y f i ee n to e i e h e ut k 8 . k o a e t e rt a ac ain oh a g rscin o c ie fa o ltl o fr fte p a t a n wnt tt o i lc lu t fte d n ee t fma hn rm c mpeey c nom8 o rci l h h h e c l o o e h c r pu oi o h i p p rc I b e ad d 鹊 ate rt a frn efrte s u t r ein a d i rv me to u tr p st n.T s a al e rgr e e i e h e i lr e c o t cu d sg n mp e n f o c e e h r e o h og rsrme. te fre pe sfa Ke wo d : nt lm n to ;t s n ls ;aiu t n t y r s f i ee i e e tmeh d sr sa ay i ft esr gh e s g e ( 上接第 7 6页 ) [】 3 苏鸯 串 , . 冯薇 发展 经济学 [ 】经 济科 学出版 社 , 0 M. 2 1 0 [】 4 高鸿业 . 西方经 济学 [ 】北京 : 国经济 出版社 .97 M. 中 19 [】 5宋承先 . 现代 西方经 济学 [ 】上海 : 大学 出版社 。 9 M. 复且 17 9 Th n l ss a d r f r n e o e ca sc le o o c e a a y i n e e e c fn o l s ia c n mi s g o h t e r n u l y e o o c m o e r wt h o y a d d a i c n m d l t i WA NG h n—y C u u ( cnmc sit Lannnv ̄t,i nnhnag103 ) E oo i I tue ioi U ie i La i Sey 10 1 sn t g y o g n Ab ta t T ea t lnrd c d n o ls iac n m c rwh te r d d ai e r ,a d a ay e e a a t. sr c : r ce it u e e casc le o o sgo th ya u l yto y n n lz d t d pa h i o i o n th h tnt e cnm rwho r onr. codnl,t rv eo era dplyp os r edvl m n i t oo ygotf u ut A crig ipoi dsm lt oi mp M f eeo et o oh e o c y y d e e c ot h p oain le o o fn t ac n my. o Ke wo d : e eo m n c n m c ; oiy po oa y r s d v lp e te o o i s p l rp s l c

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