重型機(jī)械：40 MN內(nèi)高壓脹形機(jī)機(jī)架有限元拓?fù)鋬?yōu)化分析
2022-10-26【作 者】馬海寬;李培力;張一凡;隋健;高尚暉;寇永樂;劉慧超
【引 言】
當(dāng)前，隨著汽車、航空、航天和機(jī)械行業(yè)對(duì)機(jī)構(gòu)整體化和輕量化的需求越來越高，內(nèi)高壓成形技術(shù)得到了較廣泛的應(yīng)用，逐漸成為工業(yè)生產(chǎn)中制造復(fù)雜異形截面輕體構(gòu)件的一種先進(jìn)成形技術(shù)[1]，尤其是在汽車生產(chǎn)中，如汽車的排氣系統(tǒng)異形管件、副車架、儀表盤支架等，都在以內(nèi)高壓成形加工方法逐漸替代原來的傳統(tǒng)加工方法。隨著管件壁厚增大和材質(zhì)變好，管件成型形狀更加復(fù)雜，對(duì)內(nèi)高壓脹形機(jī)的噸位要求越來越高[2]。為了保證剛度和強(qiáng)度，往往造成機(jī)架笨重，制造成本高，安裝維修極為不便。因此，降低機(jī)架自身重量、充分發(fā)揮材料性能成為內(nèi)高壓脹形機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的一面。
本文對(duì)根據(jù)理論和經(jīng)驗(yàn)初步設(shè)計(jì)的40 MN內(nèi)高壓脹形機(jī)機(jī)架進(jìn)行了三維建模，并運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)其進(jìn)行了分析，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)機(jī)架存在的問題進(jìn)行優(yōu)化分析。通過優(yōu)化，不但提高了機(jī)架整體性能，還有效的降低了機(jī)架自重，減少了企業(yè)的制造成本，對(duì)整機(jī)的設(shè)計(jì)發(fā)揮了重要作用。
【總 結(jié)】
本文對(duì)內(nèi)高壓脹形機(jī)機(jī)架進(jìn)行了有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果的等效應(yīng)力分布情況和形變的大小，進(jìn)行有限元優(yōu)化，經(jīng)過對(duì)比分析，得到了較佳的結(jié)果，并運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)當(dāng)中。通過拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，克服了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法過于保守的弊端，能夠在保證結(jié)構(gòu)性能的前提下大大降低機(jī)架的重量，并容易設(shè)計(jì)出新的結(jié)構(gòu)形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)，進(jìn)而提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，為以后更大噸位的內(nèi)高壓脹形機(jī)的機(jī)架設(shè)計(jì)奠定了良好的基礎(chǔ)。
以下是正文：
