论文部分内容阅读
锻压机械在现代工业中占有极其重要的地位。本文以“JF75G-200B”型高速压力机为研究对象,利用有限元分析软件ANSYS、HYPERMESH,动力学仿真软件ADAMS作为分析工具,对压力机曲轴、机身分别进行了分析与优化。
本文首先对高速压力机曲轴进行了有限元分析与尺寸优化。利用ANS’YS建立考虑热效应的曲轴有限元模型,通过实验得到曲轴温度变化范围,利用ADAMS、ANSYS联合仿真得到曲轴各部分的力载荷,将温度、力加载到曲轴有限元模型上进行热.力耦合分析,在此基础上提出曲轴尺寸优化方案,分析结果显示优化后的曲轴应力大大减小,达到标准要求。
机身是高速压力机的重要组成部分,其承载能力、变形大小及其动态性能将直接影响产品的精度及模具的寿命。本文利用ANSYS建立了压力机机身有限元模型,详细分析了机身静力学、动力学特性。通过静力学分析发现了机身薄弱环节,而模态分析获得了压力机前三阶模念,瞬态分析获得了打桩工况下压力机机身动态响应。以上分析为压力机动态优化奠定了基础。
利用动态应变采集系统测试打桩工况下压力机立柱动态应变,将实验数据与动力学分析结果进行对比,验证有限元模型的合理性。
基于静态分析结果对压力机上横梁内侧板进行形状优化消除应力集中;基于ANSYS的拓扑优化功能,以最小体积为优化目标,以机身刚度为约束条件对压力机进行拓扑优化。对优化后的压力机进行静力学、动力学分析,获得优化后压力机静力学、动力学特性,并以此为衡量标准检验优化效果。分析显示优化后的压力机质量大大降低,消除了应力集中,动态特性与优化前大致相当,优化效果显著。