论文部分内容阅读
液压机作为国家重工业必不可少的基础装备之一,广泛应用于航空、航天、航海、核电、汽车工业及高速铁路的关键零部件锻造成形。沿用至今的三梁四柱液压机在设计方面采用的是半预紧组合式框架结构,其中立柱在压机工作过程中处于一种拉弯应力状态下,多数小型压机工作频率高导致立柱根部受力复杂,最终因疲劳损坏而断裂。本文的研究对象为6000吨锻造液压机,其机架结构为利用拉杆将立柱、上下横梁串联起来。以往在拉杆与立柱的设计方面都是采用经验公式,给出预紧系数参考范围以及适当的刚度校核,导致压机立柱设计往往过于保守,重量很大,提高成本。此时,需要对立柱与拉杆的刚度比给出合理的设计方法。通过调节立柱的刚度,影响施加在拉杆上的载荷,进而对于时间载荷循环曲线上的应力幅产生影响,疲劳寿命相应作出改变。首先利用有限元分析软件PATRAN建立液压机拉杆的有限元模型,并对其进行静强度分析,再经后处理软件NASTRAN进行求解计算,得到拉杆的应力云图和应力集中区域。结合静强度分析的结果文件,再经疲劳分析软件FATIGUE对危险区域进行疲劳寿命分析,添加材料的S-N曲线、材料信息和载荷信息后,得到拉杆的疲劳寿命云图。再结合威布尔概率分布理论,计算分析得出液压机拉杆的可靠度,最终得到液压机的可靠性分析。本文通过拉杆立柱刚度比就拉杆的疲劳破坏的问题进行分析,利用有限元软件PATRAN和FATIGUE进行疲劳寿命分析,并通过可靠性理论得出一定疲劳寿命的拉杆所对应的可靠度。为企业技术人员在液压机拉杆立柱刚度的设计提供了一定的理论参考。