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1、液压缸临界载荷计算和最优设计———林荣川郭隐彪魏莎莎等液压缸临界载荷计算和最优设计1213林荣川郭隐彪魏莎莎林辉1.集美大学,厦门,3610122.厦门大学,厦门,3610023.厦门厦工机械股份有限公司,厦门,361012摘要:针对液压缸活塞杆与缸体由于受轴力和横向力的共同作用而产生弯曲变形导致液压缸整体失稳的问题,分别对活塞杆和缸体建立挠曲性微分方程,确定活塞杆与缸体间隙处最大挠度,再建立关于挠度的非线性方程组,获得计算液压缸临界载荷的超越方程。结合参数化有限元优化设计技术,获取体积约束条件下液压缸的合理尺寸,通过与Ritz法计算结果比对和实验
2、验证可知,该算法能够较好地优化液压缸结构参数,满足工程实际应用需要。关键词:液压缸;挠曲微分方程;临界载荷;优化设计中图分类号:TH137.51文章编号:1004—132X(2011)04—0389—05CriticalLoadandOptimumDesignforHydraulicCylinders1213LinRongchuanGuoYinbiaoWeiShashaLinHui1.JimeiUniversity,Xiamen,Fujian,3610122.XiamenUniversity,Xiamen,Fujian,3610023.Xiamen
3、XGMAMachineryCo.Ltd.,Xiamen,Fujian,361012Abstract:Thegapbetweenpistonrodandcylinderisanimportantfactorwhichaffectsthestabilityofahydrauliccylinder.Withtheeffectsofgap,bendingwascausedinpistonrodandcylinderunderaxialandlateralforces.Basedonbucklingdifferentialequationsforhydrau
4、liccylinder,adeflectionnonlinearequationforpistonrodandcylinderwasproposedforcalculatingthecriticalload.Undertheconditionofknownvolumeconstraintsandcriticalload,theparametricfiniteelementmethodwasusedtoestablishandanalyzethemechanicalmodelofhydrauliccylinder.Anonlinearquadrati
5、cprogrammingmethodwasappliedfortheoptimumdesignofthestructures.ComparedwiththesizewhichcalculatedbyRitzandverifiedbystabilitytest,theresultsshowthemethodisapplicableforcalculationofstabilityforhydrauliccylinders.Keywords:hydrauliccylinder;bucklingdifferentialequation;criticall
6、oad;optimumdesign0引言承受轴向压力,当轴向力达到或超过一定限度(即液压缸是机械设备中常用的执行元件,通常临界载荷)时会发生失稳,使构件失效,导致突发性坍塌。因此,许用临界载荷的确定及抗失稳性收稿日期:2010—05—07能的设计是液压缸设计的必要内容。基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目国内外有关学者对液压缸稳定性进行了很多(2008AA042501);福建省自然科学基金资助项目(2009J01259);有价值的分析。周洁等[1]用概率的随机理论处理福建省教育厅资助项目(JB08182)电流,同时在保证平均电流较
7、大的基础上减小脉43(4):39-42.宽,以尽可能实现以气化为主的蚀除方式。[5]方丁酉.两相流动力学[M].长沙:国防科学技术大学出版社,1988.[6]高上品.电火花加工过程的物理本质[J].机电一体参考文献:化,1996(3):29-31.[1]叶军.数控低速走丝电火花线切割加工技术及市场(编辑王艳丽)发展分析[J].电加工与模具,2005(增刊):13-16.[2]刘志东.基于复合工作液的电火花线切割加工技术研究[J].电加工与模具,2008(增刊):24-30.作者简介:刘志东,男,1966年生。南京航空航天大学机电学院教授、博士研究生
8、导师。主要研究方向为特种加工及机电一体[3]周大农.电火花线切割加工技术的现状和发展[J].化。发表论文80余篇。王振兴,
