针对液压马达测试平台有限元分析与优化设计

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1、2015年1月机床与液压Jan．2015第42卷第1期MACHINETOOL＆HYDRAUUCSVo1．43No．1DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2015．01．020液压马达测试平台有限元分析与优化设计李玉昆，孟旭兵，张立杰(燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室，河北秦皇岛066004)摘要：以液压马达测试平台为主要研究对象，设计一种适用于多种型号马达的安装结构，利用ANSYSWorkbench建立结构的有限元模型，对模型进行静力学分析和模态分析．得到螺栓预紧力与转矩载荷作用下的结构静力学性能、固有频率及振型。通过中心复合实验设计和响应曲面分析，总结出支

2、架厚度、肋板厚度、螺栓预紧力和转矩等参数对结构强度、刚度以及固有频率的影响规律，找出合理的设计参数完成结构优化设计。关键词：液压马达；安装结构；静力学性能；模态分析；优化设计中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：1001—3881(2015)卜078—5FiniteElementAnalysisandOptimizationDesignforTestPlatformofHydraulicMotorLIYukun，MENGXubing，ZHANGL~iie(HebeiProvincialKeyLaboratoryofHeavyMachineryFluidPowerTransmission

3、andControl，YanshanUniversity，QinhuangdaoHebei066004，China)Abstract：Thetestplatformofhydraulicmotorwasstudiedasthemainsubject，andakindofmountingstructureapplicabletovarioustypesofmotorwasdesigned．ByusingthesoftwareANSYSWorkbench，thefiniteelementmodel(FEM)ofstructurewasestab—lished．Bystaticsandmodalan

4、alysisofthemodel，thestructuralstaticsbehavior，theinherentfrequencyandthemodeofvibrationun—derboltpretighteningforceandtorqueloadwereobtained．Throughthecentralcompositedesignexperimentandresponsesurfaceanaly—sis，theinfluencerulesofparameterssuchasthethicknessesofsupportandribboard，boltpretighteningfo

5、rceandtorqueonthestruc—turalstrength，stiffnessandtheinherentfrequencyaresummarized，andthereasonabledesignparametersarefoundtocompletethestructureoptimizationdesign．Keywords：Hydraulicmotor；Mountingstructure；Staticmechanicalbehavior；Modelanalysis；Optimizedesign液压马达作为重要的液压执行元件．在工业生产并采用中心复合实验设计方法和响应曲面分析

6、，对结中应用广泛，国内外针对液压马达开展大量研究，包构尺寸参数进行了优化设计。括马达变量机构和接触应力研究[1]，马达柱塞的磨1结构模型建立与网格划分损问题研究等．并根据需要设计了液压马达性能根据液压马达测试系统对安装结构的性能要求，测试实验平台。目前关于液压马达性能测试平台的研安装结构包括支架、肋板、适配板和螺栓，螺栓分为究主要集中在液压系统功率回收与测控系统的设内螺栓和外螺栓，适配板根据马达尺寸设计，通过外计_5]．而针对马达安装结构的研究相对较少]，螺栓与支架连接，支架底板与地基连接，该结构可在特别是对具备广泛适用性的马达安装结构的设计、有改换适配板的情况下满足多种型号马达的安装需求。限

7、元分析与参数优化有待进一步研究。结构的有限元模型如图1所示，其中支架和适配板材液压马达安装结构作为液压马达性能测试系统的料为Q235结构钢，螺栓材料为65Mn，为精确模拟马重要组成部分．应具备适用多种型号马达安装需求的达质量对结构性能的影响，使用自定义方法为马达定能力，结构尺寸合理，且实验过程中保证良好的结构义材料属性，材料密度为650ks／In。约束支架底板性能，因此结构设计过程中，需要根据工况