基于SolidWorks的大型锻压机上横梁建模与应力分析.pdf

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1、·62·重型机械2011NO．3基于SolidWorks的大型锻压机上横梁建模与应力分析辛宏斌，成先飚，董建虎，曹文胜(中国重型机械研究院有限公司，陕西西安710032)摘要：大型锻压机上横梁结构复杂，为使其强度、刚度满足使用要求，利用SolidWorks软件建立上横梁模型，并在模型建成后应用SolidWorks中嵌入的COSMOSXpress有限元分析插件，模拟其在工作状态的受力状况对上横梁进行应力分析，使上横梁结构设计更合理和安全可靠。关键词：大型锻压机上横梁；三维建模；SolidWorks；COSMO

2、SXpress；应力分析中图分类号：TG315．4文献标识码：A文章编号：1001—196X(2011)03—0062—03SolidWorks-basedmodelingandstressanalysisoftopbeamforheavyforgingpressmachineXINHong-bin，CHENGXian-biao，DONGJian-hu，CAOWen-sheng(ChinaNationalHeavyMachineryResearchInstituteCo．，Ltd．，Xi’an710032，

3、China)Abstract：Asthestructureofthetopbeamforheavyforgingpressmachineiscomplex，amodelforthetopbeamisestablishedwithSolidWorkssoftwaretomeetitsrequirementsofintensityandstiffness．Aftermode1．ing，thefiniteelementanalysissoftwareCOSMOSXpressembeddedinSolidWorks

4、wasadoptedtosimulatetheforcestatusofthetopbeamintheworkingconditionandconductthestressanalysisforthetopbeamSOasto，makestructuraldesignofthetopbeammorereasonableandreliable．Keywords：heavyforgingpressmachine；topbeam；SolidWorks；COSMOSXpress；stressanalysis1前言空

5、间少、使用方便、分析功能全面、与其他CAD／CAE软件集成性好等优点。上横梁是大型锻压机的关键零部件之一，上使用COSMOSXpress可以在三维设计环境中横梁单件重量往往达上百吨，甚至几百吨。由于对零件应力分布情况有直观的了解，对设计的缺其结构复杂，如果不借助应用于计算机技术的三陷和薄弱环节进行及时的修改，提高设计质量及维建模软件和高效的有限元分析软件很难定性、零件的可靠性。定量地分析出其外部壳体及内部筋板的受力情况和变形情况，也无法验证出其结构设计的正确2上横梁的结构性、合理性。上横梁位于锻压机主机顶端

6、，在梁的四个角SolidWorks作为一种主流的三维设计软件，上是压机的四个立柱插入孔，上横梁装在立柱上操作简便，功能强大，在参数化特征造型、曲面通过螺母压紧，梁中部是三个主工作缸安装孔。造型和机械装配功能方面尤为突出。COSMOSX—整个梁的结构俯视完全呈对称结构，这种布置使press是SolidWorks中提供的用于零件应力有限梁在工作状态下其内部力的传递分布更合理。元分析的高效工具，具有计算速度快、占用磁盘3上横梁的精确建模收稿日期：2011—03—09；修订日期：2011—03—29作者简介：辛宏斌

7、(1968一)，男，中国重型机械研究院有限公建立上横梁三维模型时，由于后面还要根据司工程师。应力分析结果对零件结构进行优化设计，在优化重型机械·63·过程中对尺寸参数可能要作多次的修改，所以在造型的过程中必须对零件建模草图的几何约束和尺寸约束作完全定义，使得某个结构特征的尺寸修改后，其它相关联尺寸将随着这个尺寸的改变而改变，系统将随之生成具有所需尺寸的相关特征，实现三维设计的尺寸驱动。对于具有对称性特征的零件在建模时只需要做零件的一部分，然后用实体镜像完成。在锻压机上横梁建模过程中，对零件的草图图3大型锻压

8、机上横梁尺寸作完全定义，方便在后续优化设计时，只需Fig．3Topbeanlonheavyforgingpressmachine修改尺寸，就可以很快得到新尺寸的零件。该件传统分析主梁及横梁结构多采用ANSYS中具有对称特征，开始建模的时候只需要做出四分的shell63定义单元格，但是其壳体模型只能用之一建模草图(图I)，再通过拉伸、放样、切除面体代替，并且部件中的过度圆角很难体现出等做出梁的四分之一模型(图2)，