基于ANSYS的矩形油缸有限元分析及结构优化.pdf

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1、2013年6月机床与液压June2013第41卷第11期MACHINET0OL＆HYDRAULICSVo1．41No．1lDOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．11．015基于ANSYS的矩形油缸有限元分析及结构优化庞桂兵，齐学智，腾飞，袁长峰，彭彦平(1．大连工业大学机械工程与自动化学院，辽宁大连116034；2．大连海事大学交通运输与管理学院，辽宁大连116024)摘要：矩形板壳类零件的成型方法主要是采用大型压力机进行冲压成型或者压制成型，压力机一般采用液压驱动。使用普通圆

2、形油缸成型矩形零件时，为使压力在成型零件表面分布均匀，需使得矩形成型部分被包含于油缸活塞面积之内，这势必会使圆形油缸的活塞尺寸加大，从而增大整个压力机的体积。为了减小油缸及整个液压设备体积，并保证工作区域内压力均匀分布，提出一种中凸形矩形油缸结构，采用ANSYS软件进行有限元分析，获得油缸的应力及变形分布，在此基础上提出矩形油缸优化结构方案。关键词：有限元分析；矩形油缸；结构优化中图分类号：THI64文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)11—057—4FiniteElementAnalys

3、isandStructureOptimizationforRectangularCylinderBasedontheANSYSPANGGuibing，QIXuezhi，TENGFei，YUANChangfeng，PENGYanping。(1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，DalianPolytechnicUniversity，DalianLiaoning116034，China；2．TransportationManagementCollege，Dal

4、ianMaritimeUniversity，DalianLiaoning116024，China)Abstract：Therectangularshellpartsisshapedusuallybypunchingorpressingusinglargepress，thepressisgenerallydrivenbyhydraulic．Whenthecommoncircularcylinderisusedtoformtherectangularpans，inordertomakethepressureon

5、thesurfaceoftheshapedpartsbeevenlydistributed，theareaofpansshouldbecontainedintheareaoftheoilcylinderpiston，whichwillincreasethesizeofcircularcylinderpistonundoubtedly，therebythevolumeofthecylinderisalsoincreased，itwillmakethewholepressvolumeincrease．Inord

6、ertoreducethevolumesoftheoilcylinderandthehydraulicequipment，andtoensurethepressurewasdistributedU-niformlyintheworkingarea，aconvextyperectangularcylinderwasputforward，finiteelementanalysissoftwareANSYSwasusedtomakesimulation，andthestressanddeformationdist

7、ributionoftheoilcylinderwereobtained．Onthebasis，theschemeofstructureoptimizationwasputforward．Keywords：Finiteelementanalysis；Rectangularcylinder；Structureoptimization在航空航天、汽车、机车、军工、建材、重型装液压机的尺寸和质量，同时矩形工作台更易于模具的备等众多行业中，需要大量矩形成形零件，例如汽车安装，使得压力机空间得以充分利用。国内在这覆盖

8、件、机车车身的外皮、装饰材料中的地砖等等。方面进行研究较多的主要是清华大学的颜永年教授及目前，实际生产中，矩形板材的加工方法主要是采用其团队，通过选用高强钢丝预应力缠绕结构对油缸进大型压力机进行冲压成型或者压制成型。大型压力机行加强，对预应力缠绕油缸不同的缠绕曲面进行计一般采用液压驱动，目前的液压油缸采用的是圆形液算，得出了最佳的缠绕曲面为椭圆结构，并通过力学压缸，但当加工矩形零件时，如果压力机的工作台小分析，提