20000KN單動液壓機上橫梁結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設計（開題報告）

課題的目的及意義
液壓機是利用帕斯卡定律制成的利用液壓傳動技術(shù)進行壓力加工的機械設備。隨著液壓機在國民經(jīng)濟各行業(yè)的廣泛應用，液壓機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計越來越受到企業(yè)和科研界的的關(guān)注【1】。
關(guān)于這方面的研究，國內(nèi)雖起步較晚，但也逐步地引起企業(yè)和研究單位的重視，一些高校和科研機構(gòu)采用不同的思路和方法圍繞液壓機有限元分析開展了相關(guān)的研究工作。吉林大學的劉強等利商用軟件對三梁四柱多點成形液壓機機身框架進行分析，然后對機身主體結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，優(yōu)化后機身的強度和剛度有明顯提高，結(jié)構(gòu)更為合理，機身的重量下降了17.4%【2】。山東工業(yè)大學的李德軍等利用ANSYS軟件對22MN液壓機整體框架在靜態(tài)和模態(tài)狀況下進行分析，并根據(jù)模擬結(jié)果對現(xiàn)有的設備提出了改進措施【3】。鄭州大學的秦東晨等采用實體單元和膜單元結(jié)合的方法分析了Y32-500B四立柱液壓機的下橫梁，并在此基礎(chǔ)之上進行優(yōu)化，優(yōu)化后與初始方案相比重量下降了7.04%，與可行性設計方案相比下降了21.28%，投入實踐后，取得了良好的經(jīng)濟效益【4】。天津理工學院的楊秀萍、宗升發(fā)、曹曉燉采用有限元方法對液壓機中的主液壓缸，橫梁和立柱進行結(jié)構(gòu)設計。得到了詳細的盈利，應變分布云圖及應力集中和最大變形的位置。根據(jù)分析結(jié)果，優(yōu)化設計方案，并重新進行數(shù)值模擬，使設計達到要求【5】。天津理工大學的楊金利采用數(shù)值計算中的有限元理論，模擬滿載荷作用下壓力機機架上橫梁的應力分布狀態(tài)，運用ANSYS 軟件功能。解決同種材料間接觸問題的強度分析，滿足強度要求【6】。浙江大學化工機械研究所的侯曉望，童水光使用I - DEAS 軟件對HJ Y27 - 630 液壓機的上橫梁等主要部件進行靜態(tài)有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果進行強度校核和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其分析思路和方法有較大的通用性和工程實踐價值【7】。四川省工程職業(yè)技術(shù)學院機修教研室的吳先文對活動橫梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了優(yōu)化，并建立了活動橫梁的有限元力學模型，對該結(jié)構(gòu)進行了三維有限元強度分析【8】。重慶大學的王炳樂、劉開、劉龍泉以某廠生產(chǎn)的3200 kN 四柱液壓機上橫梁為例，討論了工程中常見的板殼組合結(jié)構(gòu)的有限元分析，有較大的通用性和工程實用價值【9】。哈爾濱工業(yè)大學的方剛和康達昌以及東北輕合金加工廠的朱信、金福然、楊旭山　黃海權(quán)為了分析某廠萬噸水壓機下橫梁破壞的原因，建立了較為實際的力學模型，對水壓機下橫梁的強度進行了有限元模擬計算，探討了橫梁的破壞原因，對完善水壓機橫梁設計理論提出了一些建議【10】。后勤工程學院的陳永光和重慶大學的陳旭、郭鋼、徐宗俊本文應用CAD/CAE/CAM 集成軟件I-DEAS 對某型液壓機工作臺和上橫梁在工作情況下的應力和變形進行分析研究，為液壓機的結(jié)構(gòu)改進和優(yōu)化設計提供了依據(jù)【11】。西北第二民族學院的劉廣君、賈延在對某液壓機下橫梁結(jié)構(gòu)研究的基礎(chǔ)上建立了下橫梁的有限元模型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學模型。依據(jù)有限元結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果，編制了相關(guān)程序并進行了優(yōu)化，獲得了理想的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為液壓機橫梁結(jié)構(gòu)設計提供了新的思路和方法【12】。陳元寶、王衛(wèi)衛(wèi)在對J36-800B壓力機結(jié)構(gòu)分析和簡化的基礎(chǔ)上，用SAP5程序進行了壓力的動態(tài)有限元計算以及相應的對比試驗，其理論值和實驗室吻合較好。采用的壓力機結(jié)構(gòu)簡化和計算方法可以推廣于同類鍛壓設備的動態(tài)計算中去，有一定的參考價值[13]。