基于ANSYS折弯机机架的有限元分析.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2014)0l一0026—03基于ANSYS折弯机机架的有限元分析顾忠新，胡智明(济南铸造锻压机械研究所有限公司，山东济南250022)摘要：机架是折弯机所有零件的装配基体，是折弯机设计过程中非常关键的环节，其强度不但影响折弯机的寿命，而且对工件的加工精度也产生巨大的影响。本文采用大型有限元分析软件ANSYS对机架进行了静、动态分析，并将分析结果与工程实际情况进行对比，为以后折弯机机架的设计优化打下了基础。关键词：机械设计；折弯机；机架；静力学分析；模态分析；ANSYS中图分类号：TG333

2、．2+6文献标识码：A0前言焊接结构，且本文重点不是分析焊缝处的应力，因此折弯机是一种非常重要的钣金加工设备，广泛可将机架视为理想焊接，即将机架的三维模型按单应用于飞机、船舶、汽车制造、开关、电子设备加工等一零件建模。处理后不但方便三维建模，而且不用对行业。通过采用不同的模具就能把金属板料折弯成每个零件都进行网格划分，减少了前处理阶段的工各种不同形状的T件。机架是折弯机设计中一个非作量。②对某些构件可以进行简化或等效合并，并保常重要的零件，它不但是所有零件的装配基体，而且持其结构特性。③忽略螺纹和圆角。承载着剪板机工作中

3、的所有载荷，因此，机架强度不采用维设计软件SolidWorks对机架进行建模但影响着折弯机的寿命，而且对工件的加1二精度也并保存为xt格式，然后通过SolidWorks与ANSYS产生巨大影响l1I。软件的接口将机架的三维模型导入ANSYS中。导人随着科技的不断发展，越来越多的工程技术人后的模型如图l所示。再将线框模型转化为实体模员采用CAD／CAE技术I。采用CAE技术不但能够提型，如图2所示。高产品的设计质量、减少设计错误、加快研发周期，还可以对产品进行分析与优化，减少产品重量、节省原材料、提高设计可靠性。本文以WD

4、B225—4000液压数控折弯机机架为研究对象，利用大型CAD设计软件SolidWorks和有限元分析软件ANSYS对折弯机机架进行静力学分析和模态分析，得出其最大应力值、最大位移值以及前十阶的固有频率，为以后机架的设计优化提供依图1机架线框模型据。1静力学分析1．1几何模型建立由于折弯机机架模型非常复杂，为缩小计算规证计算精度，需要对机架模型进行简化。这样分后不但单元数量相对减少，而且采用单元也相对简单。基于此，将机架模型导入AN一，需对机架进行如下简化处理：①由于机架是2机架实体模型1．2材料的力学特性20l3—07

5、—15本文中机架是采用材质为Q235A的普通钢板顾忠新(1985一)，男，助理工程师，从事剪折产品研发设计焊接而成。其材料参数如表1所示。易消除。所以_}二述油缸座板处的应力值是无效数据，象，因此，在实际工作中应尽可能避免这段频率。通不可作为设计依据。过与实际工作状况的比较，ANSYS的分析得出的固由上面分析可知此机架还有很大的优化空间，有频率是可信的。在将来的研究分析中，可以在不影响机架整体刚度的情况下，减少机架重量，提高机架性价比。3结束语(1)通过对WDB225—4000折弯机机架进行静、2模态分析动态分析，得出了

6、机架的最大应力值、最大位移值以模态分析可得出设计机构的固有频率和振型11，及前十阶固有频率，反映了原设计的不足，为以后机它们是结构设计中的重要参数，决定着设计成果的架的设计优化指明了方向。优劣。同时模态分析也是其他动力学分析问题的起(2)ANsYS分析得出的结果与机架实际工作过点，是做谱分析或瞬态动力学分析前必须做的准备。程中出现的问题基本吻合，可见，采用这种方法对机对于工程实际应用问题，高阶模态影响非常小，架进行模拟分析是合理的。一般不需要求出系统的所有的固有频率和振型，而(3)本文对机架进行的模态分析，为将来做响应只

7、需求出前几阶低阶模态即可[61，结合本课题的实际分析、谱分析以及瞬态动力学分析提供了重要的模情况，本文只对前10阶模态进行分析。分析后的结态参数，并为进一步建立机架结构振动方程，深入研果如表3所示。究折弯机振动问题和折弯机噪声问题等奠定了坚实的基础。表3机架固有频率和振型描述【参考文献】阶数频率／Hz振型捕述[1]倪小宇，易红，汤文成，等．机床床身结构有限元分析与优化rJJ．115．858左右侧板弯曲制造技术与机床，2005，(2)：46—4g．228．129油箱弯曲【2]牛勇，张营杰，房志远，等．25MN快锻油压机关键

8、部件有限元分析锻压装备与制造技术，2013，48(1)．334．753油箱弯曲『31李卫民，杨红义，王宏祥．ANSYST程结构实用案例分析．北京：435．064油箱弯曲化学丁业出版社，2007．536．833油箱弯曲[4】王口，魏志周，郭艳君，等．基于ABAQUS的数控转塔冲床送进644．436油箱扭摆横梁模态分析l