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

課題的目的及意義
液壓機(jī)是利用帕斯卡定律制成的利用液壓傳動技術(shù)進(jìn)行壓力加工的機(jī)械設(shè)備。隨著液壓機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)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(jī)構(gòu)采用不同的思路和方法圍繞液壓機(jī)有限元分析開展了相關(guān)的研究工作。吉林大學(xué)的劉強(qiáng)等利商用軟件對三梁四柱多點(diǎn)成形液壓機(jī)機(jī)身框架進(jìn)行分析，然后對機(jī)身主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后機(jī)身的強(qiáng)度和剛度有明顯提高，結(jié)構(gòu)更為合理，機(jī)身的重量下降了17.4%【2】。山東工業(yè)大學(xué)的李德軍等利用ANSYS軟件對22MN液壓機(jī)整體框架在靜態(tài)和模態(tài)狀況下進(jìn)行分析，并根據(jù)模擬結(jié)果對現(xiàn)有的設(shè)備提出了改進(jìn)措施【3】。鄭州大學(xué)的秦東晨等采用實(shí)體單元和膜單元結(jié)合的方法分析了Y32-500B四立柱液壓機(jī)的下橫梁，并在此基礎(chǔ)之上進(jìn)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(shè)計方案相比下降了21.28%，投入實(shí)踐后，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益【4】。天津理工學(xué)院的楊秀萍、宗升發(fā)、曹曉燉采用有限元方法對液壓機(jī)中的主液壓缸，橫梁和立柱進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。得到了詳細(xì)的盈利，應(yīng)變分布云圖及應(yīng)力集中和最大變形的位置。根據(jù)分析結(jié)果，優(yōu)化設(shè)計方案，并重新進(jìn)行數(shù)值模擬，使設(shè)計達(dá)到要求【5】。天津理工大學(xué)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(jī)機(jī)架上橫梁的應(yīng)力分布狀態(tài)，運(yùn)用ANSYS 軟件功能。解決同種材料間接觸問題的強(qiáng)度分析，滿足強(qiáng)度要求【6】。浙江大學(xué)化工機(jī)械研究所的侯曉望，童水光使用I - DEAS 軟件對HJ Y27 - 630 液壓機(jī)的上橫梁等主要部件進(jìn)行靜態(tài)有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)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(shí)踐價值【7】。四川省工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)修教研室的吳先文對活動橫梁的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，并建立了活動橫梁的有限元力學(xué)模型，對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維有限元強(qiáng)度分析【8】。重慶大學(xué)的王炳樂、劉開、劉龍泉以某廠生產(chǎn)的3200 kN 四柱液壓機(jī)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(shí)用價值【9】。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的方剛和康達(dá)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(jī)下橫梁破壞的原因，建立了較為實(shí)際的力學(xué)模型，對水壓機(jī)下橫梁的強(qiáng)度進(jìn)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(jī)橫梁設(shè)計理論提出了一些建議【10】。后勤工程學(xué)院的陳永光和重慶大學(xué)的陳旭、郭鋼、徐宗俊本文應(yīng)用CAD/CAE/CAM 集成軟件I-DEAS 對某型液壓機(jī)工作臺和上橫梁在工作情況下的應(yīng)力和變形進(jìn)行分析研究，為液壓機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)【11】。西北第二民族學(xué)院的劉廣君、賈延在對某液壓機(jī)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(xué)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(jìn)行了優(yōu)化，獲得了理想的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為液壓機(jī)橫梁結(jié)構(gòu)設(shè)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(jī)結(jié)構(gòu)分析和簡化的基礎(chǔ)上，用SAP5程序進(jìn)行了壓力的動態(tài)有限元計算以及相應(yīng)的對比試驗(yàn)，其理論值和實(shí)驗(yàn)室吻合較好。采用的壓力機(jī)結(jié)構(gòu)簡化和計算方法可以推廣于同類鍛壓設(shè)備的動態(tài)計算中去，有一定的參考價值[13]。