作者：公尺樂
**：《世界家苑》2023年第10期
摘要：液壓機的上橫樑進行結構分析和優化設計，對橫樑的簡化模型進行靜態有限元計算，並且校核了橫樑的強度和剛度。在此基礎上，應用ansys優化設計模組對橫樑進行結構上的調整和優化，降低機身的製造成本，得到了滿意的結果。
關鍵詞：液壓機；結構；分析；優化；
一、引言
結構優化設計液壓機主要由液壓缸1，上橫樑2，下橫樑6，立柱4或者框架等零件組成，其中上下橫樑、立柱4或框架為主要受力構件，它們的變形大小及其他特性將直接或間接影響到工件的加工品質。因此必須要對液壓機的各構件進行強度和剛度的校核。傳統方法將橫樑簡化成簡支梁，採用材料力學簡化計算求得橫樑剛度和強度，但這種設計方法存在著設計周期長，結構不考慮梁的截面特性，使用材料偏保守導致材料的浪費等弊端。
而有限單元法（fem）是一種對彈性力學問題提供切實易行的近似解的重要方法，它的出現為大型複雜結構的結構分析提供了一種強有力的、精確的分析手段，在液壓機的整體以及主要零部件的設計中已經成為了必不可少的重要工具。
所討論的某型號三梁八柱式液壓機，其公稱力為22mn，開口行程1m。通過應用通用有限元分析軟體ansys，對該液壓機的上橫樑進行引數化建模，在校核橫樑強度和剛度的基礎上找出應力應變的分布規律，並且對橫樑進行優化設計，以達到盡可能減輕橫樑質量的目的。
二、上橫樑結構優化
1、機架結構調整從上述靜力學分析中可以看出，梁的剛度足夠，但從強度上來看區域性應力較大，整體而言應力比較小，還有很多可以優化的盈餘範圍。其中最高應力出現在法蘭盤與橫樑接觸的環形部位，此處主要是因為接觸面積比較小，而3個液壓缸產生的反作用力都載入這3個面上，因此產生的應力比較大。然而此處已經布置了加強筋，如果增加加強筋的厚度將可能與液壓缸相干涉，因此為了解決應力集中問題，可以適當的增**蘭盤與橫樑的接觸面積，選用大口徑的法蘭盤。
通過計算得到選擇外徑為550mm的法蘭盤時其最高應力已經降到174mpa，而且最高應力已經從環形區域轉移到立柱與橫樑相連線的螺栓接觸面，為解決此處的應力集中問題，可以在此處加支撐板，以增加此結構的強度，筋板厚度10mm。同時在此基礎上可以對橫樑內部其他各筋板的厚度進行優化。
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