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      基于ANSYSWorkbench的蒸压砖机下横梁结构优化设计

        基于ANSYS Workbench的蒸压砖机下横梁结构优化设计_电子/电路_工程科技_专业资料。随着计算机技术的发展,现代优化设计方法在工程中的应用日益广泛. 采用有限元分析软件ANSYS Workbench对蒸压砖机下横梁进行静力学分析,得到其应力应变云图,由云图可知下横梁的强度和刚度均符合要求. 在保证强度和刚度的前提下,以减少质量为目标,对下横梁进行结构优化. 优化结果表明,将下横梁减重10 .

        2015 年 5 月 机械设计与制造工程 May. 2015 第 44 卷 第 5 期Machine Design and Manufacturing EngineeringVol. 44 No. 5 DOI:10. 3969 / j. issn. 2095 - 509X. 2015. 05. 019 基 于 ANSYS Workbench 的 蒸 压 砖 机 下横梁结构优化设计 蒋淮同 ,李明 ,李亮 ,陆宝春 1 2 2 2 (1. 江苏腾宇机械制造有限公司,江苏 宿迁223812) (2. 南京理工大学机械工程学院,江苏 南京210094) 摘要:随着计算机技术的发展,现代优化设计方法在工程中的应用日益广泛。 采用有限元分析软 件 ANSYS Workbench 对蒸压砖机下横梁进行静力学分析,得到其应力应变云图,由云图可知下横 梁的强度和刚度均符合要求。 在保证强度和刚度的前提下,以减少质量为目标,对下横梁进行结 构优化。 优化结果表明,将下横梁减重 10. 21%,其应力分布更加合理。 关键词:下横梁;ANSYS Workbench;静力学分析;结构优化 中图分类号:TH122文献标志码:A文章编号:2095 - 509 X(2015)05 - 0082 - 04 大型粉煤灰蒸压砖机是一种将砂子、 矿渣、水泥等原料压制成型的多功能压力机械, 它 可以通过更换不同模具生产标准砖、 空心砖、盲孔 砖等各种建筑和生活用砖,实现工业废渣的综合利 用,广泛应用于新型建材行业。 蒸压砖机主机由上下横梁、 立柱、 上下活动梁 等组成,上下压头对模框中的粉料进行双向加压成 型。 其中蒸压砖机下横梁( 下称“ 下横梁”) 作为重 要部件,不仅承受整机的质量, 其内腔还作为下油 缸,受力情况复杂。 传统设计采用材料力学与经验 设计相结合的方法, 为了保证可靠性, 设计人员不 得不加大安全系数,这就必然导致下横梁笨重且增 [1] 加成本 ;再者,传统设计方法不能全面反映下横 梁的应力状态,比如局部的应力集中, 而这恰恰是 [2] 导致下横梁易被破坏的重要原因 。 现代优化设 计方法通过对结构进行有限元分析,准确地计算结 构的应力分布和变形,成为复杂零件强度和刚度分 析的有力工具。 ANSYS Workbench 是一款大型通用有限元分 析软件,它可以直接建立与 CAD 系统的双向参数 互动关系,避免了 APDL 建模的繁琐操作, 拥有丰 富的材料库、单元库及求解器, 在合理的边界条件 [3] 下可以获 得问题的精确解 。 本文采用 ANSYS Workbench 对下横梁进行有限元分析,得到下横梁 收稿日期 :2015 - 03 - 27 作者简介 : 蒋淮同 (1979—) , 男 , 江苏宿迁人 ,江苏腾宇机械制造有限公司高级工程师 ,h的蒸压砖机下横梁结构优化设计主要研究方向为液压机械设计制造 。基于ANSYSWorkbenc 的应力、变形图,根据分析结果对其进行优化。 1 下横梁结构有限元分析 1. 1 结构简化 蒸压砖机下横梁采用铸钢 ZG270 - 500 铸造 成型,在进行有限元分析前, 需要对模型进行必要 [4] 的简化,蒸压砖机忽略吊耳、铸造圆角、 螺纹孔等结构 , 简 化后的下横梁模型如图 1 所示。 图 1简化的下横梁模型图 1. 2 模型参数化及网格划分 为了优化结构,需要对下横梁模型进行参数化 设置。 在 CAD 软件中建立下横梁模型,并


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