基于有限元技术的折弯机架体分析与优化

摘要

本文根据目前国内折弯机设计中液压和数控部分基本采用配套采购的形式且技术相对成熟的现状，选取折弯机架体为研究对象进行结构分析与优化设计。 论文首先对折弯机架体整体结构及工作特点做分析，得到其在最大工作载荷下各部件的受力情况，然后对架体模型做了适当的简化。 在此基础上，论文着重对立柱做静力学分析和结构优化设计。立柱是折弯机架体的主要部件，是优化设计的主要对象。首先对立柱进行离散变量结构优化，得到满足其刚度和强度的最小板厚。然后再对离散变量优化后的立柱进行拓扑优化，得到其拓扑优化云图。以此为依据并结合实际生产需要，对立柱结构重新进行设计，达到减轻结构质量并降低和均匀结构应力的目的。 论文还对折弯机架体下横梁前后立板做了强度校核。下横梁前后立板是主要的受力部件，其结构强度和稳定性对折弯机整体的稳定性有很大影响。 在静力学分析的基础上，论文对滑块的结构及滑块与液压缸的配合形式做适当的改进，提出两种改进方案，并对两种方案的优缺点做比较。通过这两种改进，达到了减少应变和降低应力的目的。 通过对折弯机架体的分析和结构优化设计，得到了满足使用要求且更合理的结构，为企业提高产品质量、增强效益提供了可行的方案，具有实际应用价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

致谢

第一章 绪论

1.1引言

1.2折弯机简介

1.3折弯机的发展现状

1.4课题的来源、研究的主要内容及目的

第二章 有限元分析基础及ANSYS软件介绍

2.1有限元方法简介

2.2有限元软件的产生及发展

2.3 ANSYS简介

2.4 ANSYS分析过程及计算步骤

2.4.1分析过程

2.4.2计算步骤

2.5本章小结

第三章 折弯机架体的静力学分析

3.1折弯机机架的组成

3.2立柱有限元模型的建立及静力学分析

3.2.1模型的建立及简化方法

3.2.2架体的材料特性参数、单元的选择和网格划分

3.2.3立柱的简化及静力学分析

3.3滑块的静力学分析

3.4下横梁及其前后立板的静力学分析

3.5本章小结

第四章 立柱的离散优化和拓扑优化

4.1立柱的离散优化

4.1.1离散优化简介

4.1.2立柱的离散结构优化

4.2立柱的拓扑优化

4.2.1拓扑优化技术的发展

4.2.2拓扑优化理论简介

4.2.3拓扑优化的软件实现方法

4.2.4立柱的拓扑优化

4.3本章小结

第五章 滑块及液压缸结构的改进

5.1滑块及液压缸改进的思路

5.2改进方案一

5.3改进方案二

5.4两种改进方案的比较

5.5本章小结

第六章 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的学术论文