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全预紧组合结构液压机的整体性研究

作　者: 沙心勇
导　师: 郭宝峰；赵石岩
学　校: 燕山大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 液压机全预紧组合结构整体性开缝拉压刚度比
分类号: TG315.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

全预紧组合结构是当前液压机本体结构的主要发展方向。整体性则是全预紧组合结构液压机本体设计中的关键性问题。液压机的整体性即液压机的整体工作性能,是指液压机在工作的过程中,必须保证各构件的结合面间不出现开缝,紧密组合在一起的性能。液压机在工作时产生的开缝,卸载后恢复会对液压机本体产生巨大冲击,将导致上梁与立柱间的结合面损伤、预应力失效及组合结构松动,使液压机的使用寿命大为缩短。本文针对全预紧组合结构液压机的整体性问题展开研究,以大型非线性有限元软件MSC.Marc为平台,建立了液压机的三维有限元仿真模型。在中心镦粗和偏心镦粗两种典型的工况下,系统的研究了拉压刚度比和不同载荷对液压机整体性的影响规律,并给出了拉杆、立柱的受力情况和上横梁的变形规律。以某厂120 MN锻造液压机为原型,按照1:15的尺寸比例设计制备了一台实验液压机,并且配备了三组不同规格尺寸的拉杆和立柱。进行了中心镦粗和偏心镦粗两种典型工况下的模拟加载实验。采用电测法对上梁和立柱之间的开缝状态、拉杆和立柱的受力情况、以及上横梁的变形情况进行了测量。通过实验结果与计算结果的对比分析,揭示液压机不同结构参数和载荷工况对液压机整体性影响规律。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-22
  1.1 引言  10
  1.2 国内外大型锻造液压机的研究现状及发展趋势  10-12
    1.2.1 国内外大型锻造液压机的研究现状  10-11
    1.2.2 大型锻造液压机的发展趋势  11-12
  1.3 大型锻造液压机的典型机架结构  12-17
    1.3.1 三梁四柱局部预紧结构  12-13
    1.3.2 预应力钢丝缠绕结构机架  13-14
    1.3.3 双柱下拉式结构机架  14-15
    1.3.4 整体框架式机架  15
    1.3.5 全预紧组合结构机架  15-17
  1.4 全预紧组合结构液压机存在的问题及研究现状  17-20
    1.4.1 全预紧组合结构液压机存在的问题  17-18
    1.4.2 平移性开缝  18-19
    1.4.3 弯曲性开缝  19-20
  1.5 本文研究内容  20-22
第2章实验压机的本体设计及实验方案  22-36
  2.1 实验压机本体结构设计方案概述  22-23
  2.2 实验压机主要结构参数的确定  23-26
    2.2.1 工作缸结构  23-24
    2.2.2 横梁的结构  24-26
  2.3 实验压机及实验装置  26-28
    2.3.1 实验压机  26
    2.3.2 液压站和手动液压泵  26-27
    2.3.3 测试装置  27-28
  2.4 实验目的及实验内容  28-29
  2.5 实验方案  29
  2.6 机架预紧方案  29-31
  2.7 实验压机测试方案  31-34
    2.7.1 预紧力的施加与测定  31-32
    2.7.2 拉杆拉力及立柱弯矩的测定  32-33
    2.7.3 开缝宽度和上横梁挠度的测定  33-34
  2.8 本章小结  34-36
第3章液压机的整体性分析  36-46
  3.1 液压机力学模型  36-37
    3.1.1 三维实体模型  36-37
    3.1.2 有限元模型  37
  3.2 中心镦粗工况  37-42
  3.3 偏心镦粗工况  42-45
  3.4 本章小结  45-46
第4章液压机整体性实验研究  46-61
  4.1 实验过程  46-50
    4.1.1 压力传感器的标定  46-47
    4.1.2 机架的预紧  47-48
    4.1.3 加载实验  48-50
  4.2 实验结果及分析  50-60
    4.2.1 预紧力测试结果  50-51
    4.2.2 立柱与上横梁间开缝状态的测试结果  51-55
    4.2.3 拉杆拉力测试结果  55-56
    4.2.4 立柱弯矩测试结果  56-59
    4.2.5 上横梁挠度测试结果  59-60
  4.3 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-66
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  66-67
致谢  67-68
作者简介  68

全预紧组合结构液压机的整体性研究

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