三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进.pdf

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1、2014NO．1重型机械·75·三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进王钦明，余心宏，马凌微(西北工业大学材料学院，陕西西安710072)摘要：针对6300kN三梁四柱型液压机的结构特点，应用ANSYS软件建立了液压机机架三维有限元模型，完成了整体机架模态分析，得到前十阶固有频率和相应振型。结果表明，机架质量、刚度分布较均衡合理，机架的最低固有频率为17．537Hz。根据模态分析结果，对机架进行改进以增加液压机结构的局部刚度，机架的一阶和二阶固有频率分别提高了14．65％和13．77％。为液压机结构动态设计及

2、优化提供了有益参考。关键词：三梁四柱型液压机；模态分析；有限元；局部刚度中图分类号：TG315．3文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)01—0075—06FEMmodalanalysisofthree-beamfour--columnhydraulicpressanditsstructureimprovementWANGQin—ming，YUXin—hong，MALing-wei(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，NorthwesternPolyte

3、chnicalUniversity，Xi’an710072，China)Abstract：Athree—dimensionalmodelofthehydraulicpressframewasbuiltwithsoftwareANSYSaccordingtothestructuralcharacteristicsof6300kNthree—beamfour—columnhydraulicpress．Themodalanalysisofthewholeflamewasfinished．Thefirsttenorde

4、rsnaturalfrequenciesandthecorrespondingvibrationmodeswereachieved．Theresuhsshowthatthedistributionoftheintegralrigidityandflamemassisreasonable，andtheminimumnaturalfrequencyoftheframeis17．537Hz．Basedonthemodalanalysisresults，theframestructurewasimprovedtoenh

5、ancethepartialrigidityofthehydraulicpress．Thefirst—orderandthesecond—ordernaturalfrequenciesarcincreasedby14．65％and13．77％respectively．Itprovidedareferenceforthedynamicstruc—turaldesignandoptimizationofhydraulicpress．Keywords：hydraulicpress；modalanalysis；FEM；

6、partialrigidity的拉伸成型、翻遍、弯曲和冲压等工艺等，应用0前言广泛¨j。实际生产过程中，液压机常伴有较强的在机械工业中，锻压设备占有极其重要的地振动，严重影响到液压机和模具的使用寿命及加位，其发展水平及拥有量不仅对锻压生产起着关工质量。在保证液压机有足够的静强度和刚度的键作用，而且在一定程度上还标志着一个国家机同时，还必须考虑工作时机架的振动情况，因此械制造工业的技术水平。6300kN三梁四柱型液在液压机设计过程中要对结构进行动力学分析。压机为一般用途液压机，主要用于金属薄板零件模态分析技术是现

7、代机械产品结构动态设计、分析的基础，是近年来迅速发展起来的，分收稿日期：2013—07—14；修订日期：2013—08—06析结构动态性能的强有力工具。本文基于AN-作者简介：王钦明(1990一)，男，西北工业大学国防工业难变形材料锻造技术研究应用中心，硕士研究生，主要SYS平台对6300kN三梁四柱型液压机进行强度方向为塑形加工新技术和新工艺。校核和模态分析，获得机架前十阶固有频率和振▲76▲重型机械型，分析了各振型对液压机工作性能的影响，并讨论了提高整机机架的局部刚度对机架固有频率和振型的影响，为液压机结构

8、动态设计和优化提供参考。1机架有限元模型建立1．1几何模型6300kNj梁四柱型液压机的机架框架由液压缸、上横梁、活动梁、下横梁、四个立柱以及其他辅助部件组成，它由四根立柱通过螺母将上下横梁紧同地连接在一起一，组成个刚性的空间图2机架的有限元模型框架，承受液压机的全部工作载荷。机架的横梁Fig．2Finiteelementmodeloftheflame部分为HT250灰铸铁铸造而成，立