重型機(jī)械：超高壓液脹成形裝備下橫梁強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
2023-11-22【作 者】洪源隆;谷瑞杰;寇永樂;上官書儀;符姣姣
【前 言】
由中國重型機(jī)械研究院股份公司最新研發(fā)的600 MPa – 80 MN超高壓液脹成形裝備，其脹形壓力最高達(dá)600 MPa，下橫梁能承受高達(dá)80 MN 的合模力。液脹成型裝備最重要的部件包括上下橫梁與預(yù)應(yīng)力張立柱組成的框架結(jié)構(gòu)，如果框架結(jié)構(gòu)因?yàn)閺?qiáng)度、剛度問題發(fā)生變形甚至破壞，會嚴(yán)重影響脹形裝備產(chǎn)品質(zhì)量,甚至危及現(xiàn)場工作人員人身安全。因此，保證下橫梁強(qiáng)度、 剛度非常重要。
該超高壓液脹成形裝備研發(fā)過程中選擇合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，大大降低成本，結(jié)構(gòu)簡單可靠，為該設(shè)備提供了市場競爭力。同時(shí)，該高壓液脹成形裝備的研制，打破了國外技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)件高強(qiáng)度、高剛度、輕量化以及一體化成形的目標(biāo)， 能夠滿足我國航空、航天、汽車等行業(yè)的迫切需求，具有極強(qiáng)的戰(zhàn)略意義。
【結(jié) 論】
本文首先對超高壓液脹成形裝備下橫梁進(jìn)行了靜力學(xué)仿真分析； 在下橫梁強(qiáng)度、 剛度滿足條件的情況下， 通過 Soeidyooks 對其進(jìn)行了參數(shù)化建模；最后利用有限元軟件Ansys對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
結(jié)果表明，優(yōu)化后的下橫梁最大應(yīng)力為62 MPa， 單位變形量為 0.067 mmPm， 強(qiáng)度、 剛度滿足使用要求。下橫梁總質(zhì)量與優(yōu)化前相比降低18.3%，節(jié)約了制造成本，為該設(shè)備的后續(xù)設(shè)計(jì)、應(yīng)用提供了寶貴的參考經(jīng)驗(yàn)。
以下是正文：
