液壓機(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題研究背景</p><p>　　液壓壓磚機(jī)是陶瓷工業(yè)中用于墻地磚壓制成形的必不可少的機(jī)械設(shè)備。目前我國(guó)在實(shí)際生產(chǎn)中采用的壓磚機(jī)類(lèi)型主要有鋼絲纏繞型液壓壓磚機(jī)、開(kāi)式液壓壓磚機(jī)、閉式液壓壓磚機(jī)等類(lèi)型，但工作時(shí)都普遍存在壓磚機(jī)變形較大，剛性較差，而壓磚機(jī)的強(qiáng)度、剛度將直接影響到零件加工精度、壓

2、磚機(jī)導(dǎo)軌的磨損和模具的壽命等。因此如何優(yōu)化壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)，提高壓磚機(jī)的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)特性，同時(shí)又能降低壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)重量，對(duì)于液壓壓磚機(jī)的設(shè)計(jì)尤為重要。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，壓磚機(jī)正向大噸位、高精度和高速度發(fā)展。要保證這些大噸位、高精度和壓磚機(jī)的正常工作，首先應(yīng)該在設(shè)計(jì)壓力機(jī)壓磚機(jī)時(shí)必須保證有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)考慮工作時(shí)的壓力機(jī)的振動(dòng)情況。目前我國(guó)壓力機(jī)壓磚機(jī)的設(shè)計(jì)至今大多沿用經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方

3、法，設(shè)計(jì)出的壓磚機(jī)不僅性能差，結(jié)構(gòu)笨重，速度、精度提不高，而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，制造成本高，更新?lián)Q代慢，國(guó)產(chǎn)高檔次的壓力機(jī)領(lǐng)與國(guó)外壓力機(jī)相比存在很大的差距。隨著中國(guó)加入W'TO，中國(guó)的制造企業(yè)的形勢(shì)將變得更加嚴(yán)峻，并面臨更為強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，為此，中國(guó)的壓力機(jī)制造企業(yè)必須改變?cè)械膫鹘y(tǒng)設(shè)計(jì)方法，以先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造手段作為技術(shù)支撐，來(lái)提高我國(guó)壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與制造水平，在新的市場(chǎng)環(huán)境中積極參與競(jìng)爭(zhēng)。隨著CAD/CAM/CAE技術(shù)的日益普及和應(yīng)用

4、，有限元方法等現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法己為工程技術(shù)設(shè)計(jì)人員廣為認(rèn)識(shí)和發(fā)展，在壓磚機(jī)設(shè)計(jì)中得到廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　1.2.1國(guó)外全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的發(fā)展</p><p>　　世界各國(guó)生產(chǎn)陶瓷磚除了塑性法、注漿法成型坯體之外，只要是采用顆粒狀粉料壓力成型工藝的基本上都是

5、走過(guò)手工錘打→半機(jī)械化的摩擦壓力錘→機(jī)械式壓力機(jī)→摩擦—液壓機(jī)成型→全自動(dòng)液壓機(jī)成型的道路。因此，當(dāng)今各地企業(yè)選用的自動(dòng)液壓壓磚機(jī)其實(shí)是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的應(yīng)用，是目前最普遍最先進(jìn)的方法，但不是唯一的方法。世界上對(duì)陶瓷墻地磚制品與專(zhuān)用裝備開(kāi)發(fā)比較早又長(zhǎng)期堅(jiān)持下來(lái)的國(guó)家，首推意大利，其次是德國(guó)、美國(guó)。1983年佛山引進(jìn)投產(chǎn)的生產(chǎn)線配用的是２臺(tái)Ｒ2000型摩擦—液壓壓磚機(jī)，此機(jī)的實(shí)質(zhì)還是摩擦錘，液壓機(jī)構(gòu)作為操作手段。之后，引進(jìn)薩克米公司的500、

6、550、600、1000型，西蒂公司的800、1200型，德國(guó)萊斯公司的600、1100、1500型等等，在上世紀(jì)的80年代末90年代初，才真正出現(xiàn)以液壓機(jī)構(gòu)為主的液壓壓磚機(jī)，級(jí)別上屬于中小型機(jī)。中國(guó)在1995年之后，出現(xiàn)生產(chǎn)制作500毫米×500毫米至1000毫米×1000毫米大規(guī)格磚的趨勢(shì)，為此，娜塞堤等公司才研發(fā)了5000噸級(jí)的大型壓磚機(jī)并首先進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。1999年，世界最大的7200噸壓磚機(jī)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。由

7、此可知，意大利、德國(guó)、日本生產(chǎn)制造全自動(dòng)液壓壓</p><p>　　1.2.2 國(guó)內(nèi)全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的發(fā)展</p><p>　　我國(guó)由國(guó)家主管部門(mén)立項(xiàng)、自主研究取得成果，并一直影響堅(jiān)持到今天的現(xiàn)代化全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的研制應(yīng)從1986年開(kāi)始算起。由原國(guó)家建材局立項(xiàng)，咸陽(yáng)陶瓷研究設(shè)計(jì)院牽頭，華南理工大學(xué)、佛山陶機(jī)總廠聯(lián)合研制的ＹＰ600型機(jī)于1989年通過(guò)鑒定，1993年之后，逐步形成批量生產(chǎn)

8、。力泰公司以此機(jī)型延伸形成系列化產(chǎn)品，由600噸至7200噸級(jí)，直至今天許多型號(hào)仍是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售的主要機(jī)型。上世紀(jì)90年代，福建海源企業(yè)以其充沛的開(kāi)發(fā)能力，引入新技術(shù)，最早突破千噸級(jí)以上壓磚機(jī)的研制開(kāi)發(fā)并率先通過(guò)國(guó)家級(jí)鑒定，也先后成功推出超千噸系列產(chǎn)品投放國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。1999年，廣東科達(dá)機(jī)電公司一舉成功推出3200噸級(jí)壓磚機(jī)并通過(guò)國(guó)家級(jí)鑒定，開(kāi)創(chuàng)中國(guó)設(shè)計(jì)生產(chǎn)大型壓磚機(jī)的年代，而發(fā)展到現(xiàn)在更是出現(xiàn)了7800噸的壓機(jī)。因此中國(guó)對(duì)現(xiàn)代壓磚機(jī)的研

9、制開(kāi)發(fā)是前后近20年的事，形成了由“力泰”、“海源”、“科達(dá)”３家能生產(chǎn)大型壓機(jī)的３企業(yè)作為龍頭，另有十幾家生產(chǎn)中小型壓磚機(jī)的企業(yè)并存局面。估計(jì)不久的將來(lái)，還會(huì)出臺(tái)超萬(wàn)噸級(jí)的壓磚機(jī)，滿(mǎn)足高效生產(chǎn)超大規(guī)格尺寸磚的需求[1]。</p><p>　　1.3 本課題研究的主要內(nèi)容與技術(shù)方案</p><p>　　本課題基于有限元分析軟件ANSYS WORKBENCH和PRO/MECHANICA平臺(tái)，

10、對(duì)WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)關(guān)鍵零、部件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析。技術(shù)方案流程圖，如圖1.1所示。具體的方案如下：</p><p>　　圖1.1技術(shù)方案流程圖</p><p>　　（1）研究WL1700型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的相關(guān)技術(shù)參數(shù)，和模型特點(diǎn)，為分析提供相應(yīng)的理論基礎(chǔ)；</p><p>　?。?）利用有限元方法對(duì)壓磚機(jī)進(jìn)行模態(tài)分析，分析出它的振動(dòng)特性，找出振動(dòng)中危險(xiǎn)

11、的位置；</p><p>　?。?）存在最大靜載荷時(shí)，對(duì)機(jī)架、活動(dòng)橫梁進(jìn)行靜力學(xué)分析，分析結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、應(yīng)變和變形位移的分布規(guī)律，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度較核；</p><p>　　（4）基于活動(dòng)橫梁的模態(tài)分析，對(duì)活動(dòng)橫梁動(dòng)態(tài)時(shí)域分析，找出應(yīng)力最集中的部位應(yīng)力隨時(shí)間變化的規(guī)律；</p><p>　?。?）對(duì)活動(dòng)橫梁進(jìn)行疲勞分析，找出疲勞循環(huán)次數(shù)、疲勞破壞、安全系數(shù)、疲勞靈

12、敏性。分析出活動(dòng)橫梁能不能達(dá)到疲勞強(qiáng)度的設(shè)計(jì)的要求；</p><p>　?。?）在活動(dòng)橫梁靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)活動(dòng)橫梁進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，找出活動(dòng)橫梁能夠去除材料的部位，為活動(dòng)橫梁的質(zhì)量?jī)?yōu)化提供參考；</p><p>　?。?）綜合以上的分析結(jié)果，對(duì)壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)提出相關(guān)的修改方案，以使液壓壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)趨于合理達(dá)到優(yōu)化的目的。</p><p>　　第2章 壓磚機(jī)有限元分

13、析的理論基礎(chǔ)</p><p>　　2.1 全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的工作原理、基本參數(shù)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)</p><p>　　2.1.1 全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的工作原理 </p><p>　　全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的工作原理其實(shí)可以簡(jiǎn)化說(shuō)明為液壓機(jī)的工作原理[1]。液壓機(jī)是利用液壓壓力能來(lái)傳遞能量，以實(shí)現(xiàn)各種壓力加工工藝的機(jī)器。液壓機(jī)根據(jù)帕斯卡原理制成。1小柱塞，在力F1=4P/πd12作用

14、下，將經(jīng)過(guò)連接管道等值傳至大柱塞或活塞2上，使磚坯3受到作用力F2=πD12P/4，所以可得F2=F1（D2/D1），由于D2>>D1,則F2>>F1。由此可知，全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)就是利用在小柱塞上的較小作用力F1，可以在大柱塞上產(chǎn)生很大的作用力 F2 ，其工作原理圖2.1所示。 </p><p>　　圖2.1 全自動(dòng)液壓壓機(jī)工作原理圖</p&

15、gt;<p>　　1-小柱塞 2-大柱塞 3-坯體 </p><p>　　2.1.2 全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的基本參數(shù) </p><p>　　基本參數(shù)是全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的基本技術(shù)數(shù)據(jù)，是根據(jù)液壓機(jī)的工藝用途及結(jié)構(gòu)類(lèi)型來(lái)確定的，它反映了它的工作能力及特點(diǎn)，也基本上定下了它的輪廓尺寸及本體總重。另外，基本參數(shù)也是用戶(hù)選購(gòu)時(shí)的主要數(shù)據(jù)[1]。全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的基本參數(shù)有以

16、下內(nèi)容：</p><p>　?。?）公稱(chēng)壓力：指液壓機(jī)名義上能產(chǎn)生的最大力量，它反映了液壓機(jī)的主要工作能力；</p><p>　?。?）最大凈空距：指活動(dòng)橫梁停在上限位時(shí)，從工作臺(tái)上表面到活動(dòng)橫梁下表面的距離，它反映了液壓機(jī)在高度方向上工作空間的大?。?lt;/p><p>　?。?）最大行程：指活動(dòng)橫梁能夠移動(dòng)的最大距離，應(yīng)根據(jù)工件成型過(guò)程中所要求的最大工作行程來(lái)確定，

17、它直接影響工作缸和回程缸及其柱塞的長(zhǎng)度及整個(gè)機(jī)架的高度；</p><p>　　（4）工作臺(tái)尺寸：指工作臺(tái)面上可以利用的有效尺寸，它取決于模具的平面尺寸及工藝過(guò)程的安排；</p><p>　?。?）回程力：滑塊返程時(shí)所需要的驅(qū)動(dòng)力；</p><p>　?。?）活動(dòng)橫梁運(yùn)動(dòng)速度：分為工作行程速度、空行程速度及回程速度；</p><p>　?。?）

18、允許最大偏心距：指工件變形阻力接近公稱(chēng)壓力所允許的最大偏心值。</p><p>　　本課題中分析的WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如表2.1</p><p>　　表2.1 WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)</p><p>　　2.1.3 WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的結(jié)構(gòu)</p><p>　　WL1700全自動(dòng)液壓壓磚由本

19、體(主機(jī))及液壓系統(tǒng)兩部分組成，壓磚機(jī)主機(jī)部分,如圖2.2所示。它由上橫梁、下橫梁、四個(gè)立柱和十六個(gè)內(nèi)外螺母組成一個(gè)封閉架框，框架承受全部工作載荷。工作油缸固定在上橫梁上，工作油缸內(nèi)裝有工作柱塞，它與活動(dòng)橫梁連接?；顒?dòng)橫梁以四根立柱為導(dǎo)向，在上、下橫梁之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。上模裝在活動(dòng)橫梁的下表面上，下模裝在下橫梁的工作臺(tái)上。當(dāng)高壓液體進(jìn)入工作缸后，在工作柱塞上產(chǎn)生很大的壓力，并推動(dòng)柱塞、活動(dòng)橫梁及上模向下運(yùn)動(dòng)，使坯體在上模、下模之間產(chǎn)生塑變形

20、?；爻逃透坠潭ㄔ谙聶M梁上，其中有回程柱塞，它與活動(dòng)橫梁相連接?；爻虝r(shí),工作油缸為低壓，回程油缸為高壓，使回程柱塞向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞橫梁回到原始位置，完成一個(gè)工作循環(huán)。</p><p>　　圖2.2 WL1700全自動(dòng)液壓壓磚</p><p>　　本文研究的WL1700型壓磚機(jī)機(jī)架采用螺栓預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的工況特點(diǎn)以及機(jī)架結(jié)構(gòu)中的橫梁和立柱的剛度問(wèn)題，

21、結(jié)構(gòu)合理，變形小，壽命長(zhǎng)。該機(jī)的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）臺(tái)面寬，頻率快，生產(chǎn)效率高；</p><p>　?。?）采用強(qiáng)大的立柱導(dǎo)向，工作精度高；</p><p>　?。?）頂出裝置采用全液壓控制，液壓鎖模，操作方便；</p><p>　?。?）泵站采用全過(guò)濾液壓裝置，確保液壓系統(tǒng)清潔度，降低壓機(jī)故障率；</p>

22、<p>　　（5）活動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)速度由比例插裝閥控制，線性位移傳感器檢測(cè)位置，控制精度高，可在任意位置進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換控制；</p><p>　?。?）裝置為獨(dú)立輔機(jī)，可移開(kāi)，拆裝模具方便；料耙由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，速度快，比例閥控制，可在任意位置進(jìn)行速度轉(zhuǎn)換控制，精度高；</p><p>　?。?）大型可編程序控制器，友好的人機(jī)界面，豐富的信息提示，操作、調(diào)節(jié)、維護(hù)極為方便。</p

23、><p>　　2.2 有限元法基本原理</p><p>　　2.2.1 有限元法基本思想</p><p>　　有限元的基本思想是：將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散成有限個(gè)單元，并在每一個(gè)單元中設(shè)定有限個(gè)節(jié)點(diǎn)，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點(diǎn)處相連續(xù)的一組單元的集合體，同時(shí)選定場(chǎng)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值作為基本未知量，并在第一單元中假設(shè)一插值函數(shù)以求表示單元中中場(chǎng)函數(shù)的分布規(guī)律，進(jìn)而將一個(gè)連續(xù)域中的無(wú)限自由度

24、問(wèn)題轉(zhuǎn)化為離散域中的有限自由度問(wèn)題[6]。</p><p>　　2.2.2 有限元分析步驟</p><p>　　有限元法分析問(wèn)題的基本步驟[11]：</p><p>　　(1)結(jié)構(gòu)的離散化。離散化就是將要分析的結(jié)構(gòu)分割成有限個(gè)單元體，并在單元體的指定點(diǎn)設(shè)置節(jié)點(diǎn)，使相鄰單元的有關(guān)系數(shù)具有一定的連續(xù)性，并構(gòu)成一個(gè)單元的集合體以代替原來(lái)的結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)離散化時(shí)，劃分的單元大小

25、和數(shù)目應(yīng)根據(jù)計(jì)算精度的要求和計(jì)算機(jī)的容量來(lái)決定。</p><p>　　(2)選擇位移差值函數(shù)。為了能用節(jié)點(diǎn)位移表示單元體的位移、應(yīng)變和應(yīng)力，在分析連續(xù)體問(wèn)題時(shí)，必須對(duì)單元中位移的分布作一定的假設(shè)，即假定位移是坐標(biāo)的某個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)。選擇適當(dāng)?shù)奈灰坪瘮?shù)是有限單元法分析中的關(guān)鍵。通常采用多項(xiàng)式作為位移函數(shù)。</p><p>　　(3)分析單元的力學(xué)特性。利用幾何方程、結(jié)構(gòu)方程和變分原理最終得到單

26、位剛度矩陣。</p><p>　　(4)集合所有單元的平衡方程，建立整體結(jié)構(gòu)的平衡方程。先將各個(gè)單元?jiǎng)偠染仃嚭铣烧w剛度矩陣，然后將各單元的等效節(jié)點(diǎn)力列陣集合成總的載荷列陣。</p><p>　　(5)由平衡方程組求解未知節(jié)點(diǎn)位移和計(jì)算單元應(yīng)力。</p><p>　　2.2.3有限元法求解步驟</p><p>　　對(duì)于不同物理性質(zhì)和數(shù)學(xué)模型的

27、問(wèn)題，有限元求解法的基本步驟是相同的，只是具體公式推導(dǎo)和運(yùn)算求解不同[11]。有限元求解問(wèn)題的基本步驟如下：</p><p>　?。?）問(wèn)題及求解域定義。根據(jù)實(shí)際問(wèn)題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。</p><p>　　（2）求解域離散化。將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域，習(xí)慣上稱(chēng)為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越小(網(wǎng)絡(luò)越細(xì))則離散域的近似程度越好，計(jì)

28、算結(jié)果也越精確，但計(jì)算量及誤差都將增大，因此求解域的離散化是有限元法的核心技術(shù)之一。</p><p>　?。?）確定狀態(tài)變量及控制方法。一個(gè)具體的物理問(wèn)題通常可以用一組包含問(wèn)題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。</p><p>　?。?）單元推導(dǎo)。對(duì)單元構(gòu)造一個(gè)適合的近似解，即推導(dǎo)有限單元的列式，其中包括選擇合理的單元坐標(biāo)系，建立單元試函

29、數(shù)，以某種方法給出單元各狀態(tài)變量的離散關(guān)系，從而形成單元矩陣(結(jié)構(gòu)力學(xué)中稱(chēng)剛度陣或柔度陣)。為保證問(wèn)題求解的收斂性，單元推導(dǎo)有許多原則要遵循。對(duì)工程應(yīng)用而言，重要的是應(yīng)注意每一種單元的解題性能與約束。例如，單元形狀應(yīng)以規(guī)則為好，畸形時(shí)不僅精度低，而且有缺陷的危險(xiǎn)，將導(dǎo)致無(wú)法求解。</p><p>　?。?）第五步，總裝求解。將單元總裝形成離散域的總矩陣方程(聯(lián)合方程組)反映對(duì)近似求解域的離散域的要求，即單元函數(shù)的

30、連續(xù)性要滿(mǎn)足一定的連續(xù)條件。總裝是在相鄰單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行，狀態(tài)變量及其導(dǎo)數(shù)(可能的話(huà))連續(xù)性建立在結(jié)點(diǎn)處。</p><p>　?。?）聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋。有限元法最終導(dǎo)致聯(lián)立方程組。聯(lián)立方程組的求解可用直接法、迭代法和隨機(jī)法。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處狀態(tài)變量的近似值。對(duì)于計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量，將通過(guò)與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供的允許值比較來(lái)評(píng)價(jià)并確定是否需要重復(fù)計(jì)算。</p><p>　　2.2.4 有限元法的

31、優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　有線元法的特點(diǎn)是適用于求解各種形式(幾何上、物理上)復(fù)雜的問(wèn)題，精度高，通用性強(qiáng)，對(duì)問(wèn)題的處理既徹底又系統(tǒng)，適用于采用電子計(jì)算機(jī)方式。它本是線性問(wèn)題的解法，但通過(guò)迭代法(如牛頓一拉裴森迭代法)也能巧妙地解決非線性問(wèn)題[12]。其優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　　(1)概念淺顯，容易掌握。可以在不同的水平上建立起對(duì)該法的理解；可以通過(guò)非常直觀的物理概念來(lái)理解；也可以建

32、立基于嚴(yán)格的數(shù)學(xué)分析的理論。</p><p>　　(2)適用性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，幾乎適用于求解所有的連續(xù)介質(zhì)和場(chǎng)問(wèn)題。</p><p>　　(3)采用矩陣形式表達(dá)，便于編制計(jì)算機(jī)程序，可以充分利用高速計(jì)算機(jī)所提供的方便。</p><p>　　2.3 計(jì)算軟件的選擇 </p><p>　　本課題采用ANSYS WORKBENCH和PRO/MECHA

33、NICA 有限元分析軟件，對(duì)WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)關(guān)鍵零、部件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析。</p><p>　　2.3.1 ANSYS WORKBENCH軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　ANSYS WORKBENCH軟件是融合結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元商用分析軟件，可廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、電子、造船、汽車(chē)交通、國(guó)防工業(yè)、土木工程、生物

34、醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。其分析類(lèi)型有：結(jié)構(gòu)靜力分析、結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析、結(jié)構(gòu)非線性分析、動(dòng)力學(xué)分析、熱分析、電磁場(chǎng)分析、流體動(dòng)力學(xué)分析、聲場(chǎng)分析、電壓分析[15]。</p><p>　　ANSYS WORKBENCH軟件具有以下三個(gè)方面的特點(diǎn)： </p><p>　?。?）強(qiáng)大而廣泛的分析功能：可廣泛用于求解結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)等多物理及多場(chǎng)耦合的線性、非線性

35、問(wèn)題；</p><p>　?。?）一體化的處理技術(shù)：主要包括幾何模型的建立、自動(dòng)網(wǎng)格劃分、求解、后處理、優(yōu)化設(shè)計(jì)等許多功能及使用工具；</p><p>　?。?）豐富的產(chǎn)品系列和完善的開(kāi)放體系：不同的產(chǎn)品配套可應(yīng)用于各種工業(yè)領(lǐng)域。</p><p>　　ANSYS WORKBENCH分析過(guò)程包含3個(gè)主要的步驟：</p><p>　?。?）創(chuàng)建有

36、限元模型，并定義材料屬性和劃分網(wǎng)格；</p><p>　?。?）施加載荷并求解；</p><p>　?。?）查看結(jié)果，并分析結(jié)果的正確性。</p><p>　　2.3.2 PRO/MECHANICA軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　PRO/MECHANICA是美國(guó)PTC公司推出的可以完全實(shí)現(xiàn)幾何建模和有限元分析的無(wú)縫集成軟件。用戶(hù)在PRO/ENG

37、INEER 環(huán)境下完成零件的幾何建模后，無(wú)需退出設(shè)計(jì)環(huán)境就能進(jìn)行有限元分析[17]。</p><p>　?。?）PRO/MECHANICA 軟件包是由以下3個(gè)模塊組成的。PRO/MECHANICA Structure 結(jié)構(gòu)分析模塊，可以進(jìn)行機(jī)械零件、汽車(chē)結(jié)構(gòu)、橋梁和航空結(jié)構(gòu)等的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。它能夠完成的分析種類(lèi)有靜力分析、模態(tài)分析、屈曲分析、疲勞分析、非線性大變形分析等。</p><p

38、>　?。?）PRO/MECHANICA Thermal 溫度分析模塊，可以進(jìn)行零件的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)溫度場(chǎng)分析。其分析數(shù)據(jù)可以返回到結(jié)構(gòu)分析模塊，進(jìn)行靈敏度分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　?。?）PRO/MECHANICA Motion 運(yùn)動(dòng)分析模塊，可以進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、動(dòng)力學(xué)分析、三維靜態(tài)分析和干涉檢查等。</p><p><b>　　2.4 本章小結(jié)</

39、b></p><p>　　本章主要介紹了全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的工作原理，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及其基本參數(shù)，同時(shí)詳細(xì)論述了有限元法基本思想、有限元分析步驟、有限元法求解步驟及有限元法的優(yōu)點(diǎn)。為WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)關(guān)鍵零、部件有限元結(jié)構(gòu)分析打下基礎(chǔ)。</p><p>　　第3章 全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的模態(tài)分析</p><p>　　3.1 模態(tài)分析的概述</p>

40、<p>　　模態(tài)分析用于提取結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型，模態(tài)分析的重要性不僅是為了避免機(jī)械零件和結(jié)構(gòu)在工作時(shí)發(fā)生共振，事先算出它們的固有頻率和振型，而且還是分析結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和其他動(dòng)力特性的基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，固有頻率和振型對(duì)于動(dòng)載荷下的響應(yīng)是非常重要的參數(shù)，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的基本模態(tài)信息能有助于得出其動(dòng)力響應(yīng)的特征。</p><p>　　3.2 壓磚機(jī)模態(tài)分析</p><p>　　全自動(dòng)

41、液壓壓磚機(jī)在實(shí)際的工況中，當(dāng)活動(dòng)橫梁快速返回到極限位置的時(shí)候，將會(huì)對(duì)上橫梁及其它部件產(chǎn)生最大的沖擊振動(dòng)，因此也將該時(shí)刻壓磚機(jī)的模型作為有限元模態(tài)分析的對(duì)象。</p><p><b>　　3.2.1模型參數(shù)</b></p><p>　　把壓磚機(jī)的PRO/E模型直接導(dǎo)入到ANSYS WORKBECH中。定義壓磚機(jī)模型各零件的材料屬性，把立柱、大螺母、柱塞、油缸套、下橫梁、

42、上橫梁定義為結(jié)構(gòu)鋼，活動(dòng)橫梁定義為鑄鐵。由于在ANSYS WORKBECH中，只要定義好了屬于那種材料之后，材料的泊松比、彈性模量、密度的材料屬性就自動(dòng)設(shè)置好了，材料屬性如表3.1。</p><p>　　表3.1壓磚機(jī)的材料屬性</p><p><b>　　3.2.2網(wǎng)格劃分</b></p><p>　　模態(tài)分析中，把模型劃為較粗的網(wǎng)格，對(duì)于模

43、型的固有頻率和振型的計(jì)算精度影響不大，但是可以減少計(jì)算時(shí)間。所以在壓磚機(jī)模態(tài)分析中，把模型的網(wǎng)格劃得較粗。由于壓磚機(jī)是一種框架結(jié)構(gòu)，用三維實(shí)體單元來(lái)描述該結(jié)構(gòu)，更能反映機(jī)架的實(shí)際情況。在ANSYS WORKBENCH軟件種，三維實(shí)體單元有兩種：六面體單元和四面體單元。由于六面體單元在劃分是要求結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，而對(duì)于壓磚機(jī)這類(lèi)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行六面體網(wǎng)格的自動(dòng)劃分十分困難，而用四面體單元分析三維結(jié)構(gòu)，單元?jiǎng)澐直容^靈活，可以逼進(jìn)復(fù)雜的幾何

44、形狀，因此，對(duì)機(jī)架的網(wǎng)格劃分采用四面體單元。因此使用系統(tǒng)默認(rèn)（四面體單元）的網(wǎng)格劃分方式對(duì)壓磚機(jī)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到：137377個(gè)節(jié)點(diǎn)，91568個(gè)單元，其模型網(wǎng)格圖，如圖3.1所示。</p><p><b>　　圖3.1 網(wǎng)格</b></p><p><b>　　3.2.3約束</b></p><p>　　在實(shí)際情況

45、中，壓磚機(jī)的下橫梁通過(guò)螺栓固定于地基之上。因此，對(duì)壓磚機(jī)模型的下橫梁的下底面添加固定約束，如圖3.2所示。</p><p><b>　　圖3.2 約束</b></p><p>　　3.2.4壓磚機(jī)模態(tài)分析結(jié)果評(píng)價(jià)</p><p>　　壓磚機(jī)自由振動(dòng)前六階振型云圖，如圖3.3，3.4，3.5，3.6，3.7，3.8所示。壓磚機(jī)模態(tài)分析結(jié)果，總結(jié)如

46、表3.2 。</p><p>　　圖3.3一階模態(tài)云圖 </p><p>　　圖3.4 二階模態(tài)云圖</p><p>　　圖3.5 壓磚機(jī)三階模態(tài) </p><p>　　圖3.6 壓磚機(jī)四階模態(tài)</p><p>　　圖3.7五階模態(tài)云圖 </p><p>　　圖3.8六階模態(tài)云圖<

47、/p><p>　　表3.2 壓磚機(jī)模態(tài)分析結(jié)果總結(jié)</p><p>　　一階振型（f1= 17.02 Hz ）為壓磚機(jī)上部前后彎曲振動(dòng)，該振動(dòng)將會(huì)增大壓磚機(jī)四個(gè)拐角處的彎矩，從而增加其應(yīng)力，同時(shí)加劇導(dǎo)套的磨損。</p><p>　　二階振型（f2=37.7Hz ）為壓磚機(jī)上部左右彎曲振動(dòng)，該振動(dòng)將增大上下橫梁的彎矩，同時(shí)加劇導(dǎo)套的磨損，給上模及液壓缸的使用壽命帶來(lái)不利影

48、響。</p><p>　　三階振型（f3＝52.197Hz ）為壓磚機(jī)左右兩端受扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，該振動(dòng)將會(huì)增大上下橫梁的扭矩，同時(shí)加劇立柱的磨損。</p><p>　　四階振型（f4=90.1 Hz）為上橫梁的上部和活動(dòng)橫梁下部繞其中部作前后轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)，該振動(dòng)將會(huì)增大四個(gè)拐角處的彎矩，同時(shí)，加劇壓磚機(jī)導(dǎo)向部分的磨損。</p><p>　　五階振型 （f5=114.

49、7 Hz ）為上橫梁和活動(dòng)橫梁上下伸縮振動(dòng)，該振動(dòng)也將增大機(jī)架四個(gè)拐角的應(yīng)力，同時(shí)，對(duì)與壓磚機(jī)上橫梁相連接的上模以及與下橫梁相聯(lián)接的液壓缸、立柱、大螺母使用壽命產(chǎn)生不利影響。</p><p>　　六階振型（f6＝148.54 7Hz ）為上橫梁和活動(dòng)橫梁繞它們中部左右轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)，該振動(dòng)將會(huì)增大上橫梁的彎矩和四個(gè)拐角的應(yīng)力．同時(shí)加劇立柱部分的磨損。</p><p>　　從以

50、上的振型分析可以看到，壓磚機(jī)不僅有前后，上下及左右方向的彎曲振動(dòng)，而且有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，這些振動(dòng)將影響壓磚機(jī)的強(qiáng)度和剛度，加重壓磚機(jī)立柱的磨損，影響的陶瓷磚精度及模具和液壓缸的使用壽命。因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)適當(dāng)增加局部剛度和阻尼來(lái)抑制這些振動(dòng)的影響。</p><p>　　對(duì)壓磚機(jī)前六階模態(tài)分析可得：</p><p>　　（1）壓磚機(jī)整體的剛度和質(zhì)量分布較為均衡，無(wú)明顯的薄弱部位和過(guò)剩部位，這有利

51、于壓磚機(jī)的動(dòng)力性能；</p><p>　　（2）壓磚機(jī)的最小固有頻率為17.02Hz 。（而機(jī)架的沖擊頻率最大為0.3Hz 即18次每分鐘），遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其沖擊頻率，因而該壓磚機(jī)不會(huì)發(fā)生共振．</p><p>　　綜上所述， WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)具有合理的動(dòng)態(tài)參數(shù)，符合設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　3.3 本章小結(jié) </b><

52、;/p><p>　　本章通過(guò)對(duì)壓磚機(jī)的模態(tài)分析，可知壓磚機(jī)的模態(tài)特性主要取決于：（1）壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量分布；（2）壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)的剛度及其所受的約束情況。</p><p>　　第4章 機(jī)架的靜力學(xué)分析</p><p>　　壓磚機(jī)的機(jī)架在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，都顯得笨重，而且在一些零件的關(guān)鍵部位出現(xiàn)強(qiáng)度不夠。本章通過(guò)對(duì)機(jī)架的靜力學(xué)分析，得到機(jī)架的全場(chǎng)應(yīng)力、應(yīng)變、位移的情況，并進(jìn)行強(qiáng)度

53、較核，找出設(shè)計(jì)的缺陷。</p><p>　　4.1 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析概述</p><p>　　結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析是用于分析穩(wěn)態(tài)載荷或固定不變的慣性載荷（如重力和離心力）引起的系統(tǒng)或部件的應(yīng)力、應(yīng)變、變形位移等。結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析包括線性和非線性分析[11]。</p><p>　　結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析的方程：</p><p>　　[K]{x}={F}

54、 （4.1）</p><p>　　結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析就是按方程4.1平衡關(guān)系確定計(jì)算的，其中[K]為剛度系數(shù)矩陣，{x}為位移矢量，{F}為力矢量[11]。</p><p>　　4.2機(jī)架靜力學(xué)分析</p><p>　　4.2.1 模型參數(shù)</p><p>　　在機(jī)架的結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析時(shí)，認(rèn)為活動(dòng)橫梁與立柱之間的運(yùn)動(dòng)不應(yīng)有干涉，因此去掉活動(dòng)橫梁

55、及與活動(dòng)橫梁連接的柱塞和模具。所以壓磚機(jī)整機(jī)PRO/E模型進(jìn)行相應(yīng)的簡(jiǎn)化之后，直接導(dǎo)入到ANSYS WORKBENCH中。定義機(jī)架的材料屬性，定義為上橫梁、下橫梁、立柱、油缸套、大螺母為結(jié)構(gòu)鋼。材料參數(shù)如表4.1。</p><p>　　表4.1壓磚機(jī)的材料屬性</p><p>　　4.2.2 網(wǎng)格劃分</p><p>　　由于機(jī)架是一種框架結(jié)構(gòu)，用三維實(shí)體單元來(lái)描述

56、機(jī)架結(jié)構(gòu)，更能放映機(jī)架的實(shí)際情況。在ANSYS WORKBENCH軟件種，三維實(shí)體單元有兩種：六面體單元和四面體單元。由于六面體單元在劃分是要求結(jié)構(gòu)比較規(guī)則，而對(duì)于機(jī)架這類(lèi)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行六面體網(wǎng)格的自動(dòng)劃分十分困難，而用四面體單元分析三維結(jié)構(gòu)，單元?jiǎng)澐直容^靈活，可以逼進(jìn)復(fù)雜的幾何形狀，因此，對(duì)機(jī)架的網(wǎng)格劃分采用四面體單元。并且對(duì)可能出現(xiàn)危險(xiǎn)部位進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，以至分析的結(jié)果能較為精確。劃分網(wǎng)格的結(jié)果是模型中共有213752個(gè)節(jié)點(diǎn)，

57、140050個(gè)單元，機(jī)架模型網(wǎng)格如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 機(jī)架模型網(wǎng)格圖</p><p>　　4.2.3 約束和載荷</p><p>　　根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)下橫梁的下表面施加固定約束。</p><p>　　從WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)表2.1，可知主油缸的最大工作壓力為33.8MPa，作用在下橫梁上表面的作

58、用力F由工程壓制力和活動(dòng)等零部件的重力產(chǎn)生，作用力的大小為17701301N，它與下模具接觸的面積為1041253mm2,所以作用于下橫梁上表面的壓力P的大小如下：</p><p>　　P=F/S=177000130/1041253=17MPa (4.2)</p><p>　　上橫梁主油缸內(nèi)的載荷按均布載荷作用在油缸內(nèi)壁；下橫梁與下模具接觸表面的載荷也按均布載荷考慮[1]。施加約

59、束和載荷的結(jié)果，如圖4.2所示。</p><p>　　如圖4.2施加壓機(jī)架模型的約束和載荷</p><p>　　4.2.3機(jī)架靜力學(xué)分析結(jié)果評(píng)價(jià)</p><p>　　機(jī)架靜力學(xué)分析云圖，如圖4.3，4.4，4.5所示。分析結(jié)果總結(jié)如表4.2。</p><p>　　圖4.3機(jī)架的應(yīng)力云圖</p><p>　　圖4.4 機(jī)

60、架的應(yīng)變?cè)茍D</p><p>　　圖4.5 機(jī)架位移圖</p><p>　　表4.2機(jī)架靜力學(xué)分析分析結(jié)果總結(jié)</p><p>　　上橫梁使用的ZG310-570,立柱使用的材料為45鋼，它們的材料主要力學(xué)性能參數(shù)如表4.3</p><p>　　表4.3 ZG310-570和45鋼的主要力學(xué)性能</p><p>　　上

61、橫梁的安全系數(shù)：n1=310/200.153=1.549,立柱的安全系數(shù)n2=353/224.153=1.575從參考文獻(xiàn)[19]中查得，鑄鋼和45鋼的完全系數(shù)都為1.2~1.5,所以它們的設(shè)計(jì)滿(mǎn)足靜力強(qiáng)度的設(shè)計(jì)要求。 </p><p><b>　　4.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　最大的應(yīng)力存在于上橫梁、底座和立柱之間的交接

62、的拐角處,是這些部位存在附加彎矩，故產(chǎn)生較大的應(yīng)力；在油缸內(nèi)上部角處產(chǎn)生較大的應(yīng)力，是在高壓作用下，產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。上橫梁中部的位移變形橫立柱位移變形位都會(huì)影響活動(dòng)橫梁的運(yùn)動(dòng)精度，還使得立柱與活動(dòng)活動(dòng)橫梁之間產(chǎn)生相互的作用力，同時(shí)增加它們之間的磨損。在上橫梁油缸頂角處的應(yīng)力較大，通過(guò)適當(dāng)?shù)脑龃筮^(guò)渡圓角值，使應(yīng)力值減小。</p><p>　　通過(guò)靜力強(qiáng)度較核發(fā)現(xiàn)，立柱和上橫梁的安全系數(shù)要高于許用的安全系數(shù)，這可能

63、是在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，太保守的設(shè)計(jì)所造成的，這樣的設(shè)計(jì)導(dǎo)致壓磚機(jī)比較笨重，而且提高了生產(chǎn)成本。</p><p>　　第5章 活動(dòng)橫梁的有限元分析與優(yōu)化</p><p>　　活動(dòng)橫梁是壓磚機(jī)中壓制陶瓷磚的關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)零件，它受到柱塞對(duì)它的沖擊，模具對(duì)它的擠壓力，并且長(zhǎng)期工作在脈動(dòng)載荷下，常發(fā)生斷裂的嚴(yán)重事故。所以對(duì)活動(dòng)橫梁采用比較全面的有限元分析與優(yōu)化。</p><p>&

64、lt;b>　　5.1靜力學(xué)分析</b></p><p>　　在活動(dòng)橫梁存在最大公稱(chēng)壓制力的情況時(shí)，對(duì)活動(dòng)橫梁的進(jìn)行靜力學(xué)分析。得到活動(dòng)橫梁的應(yīng)力、應(yīng)變、位移，并且對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行較核。</p><p>　　5.1.1 模型參數(shù)</p><p>　　把用活動(dòng)橫梁PRO/E模型直接導(dǎo)入到ANSYS WORKBECH中，定義活動(dòng)橫梁材料為鑄鐵，即材料屬性如表

65、5.1。</p><p>　　表5.1活動(dòng)橫梁的材料屬性</p><p>　　5.1.2 劃分網(wǎng)格</p><p>　　選用四面體單元對(duì)對(duì)活動(dòng)橫梁進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并且劃為較細(xì)的網(wǎng)格，劃分網(wǎng)格的結(jié)果是模型中共有22580個(gè)節(jié)點(diǎn)，14650個(gè)單元，活動(dòng)橫梁模型網(wǎng)格圖，如圖5.1所示。</p><p>　　圖5.1活動(dòng)橫梁模型網(wǎng)格圖</p>

66、;<p>　　5.1.3 約束和載荷</p><p>　　活動(dòng)橫梁的四個(gè)力柱孔分別受到四根立柱的僅有壓縮約束。僅有壓縮約束是僅僅限制這個(gè)表面在約束的法向正方向的移動(dòng)。在任何給定的表面可以施加法向僅有壓縮的約束。解釋這種約束的一種方法就是將它想象為一個(gè)“剛性”結(jié)構(gòu)，它與選擇的表面有相同的形狀。注意到這些接觸（壓縮）面事先不知道?？梢栽谝粋€(gè)圓柱面上模擬“扣牢的圓柱約束”。如圖5.2所示，顯示出了沒(méi)有變形

67、的圓柱的輪廓。有壓縮力的表面阻止原始圓柱變形，而可伸長(zhǎng)的表面自由變形。這種約束需要一個(gè)迭代來(lái)求解。由于事先不知道壓縮面的行為，所以需要利用迭代求解器來(lái)判斷哪個(gè)表面顯示的是壓縮行為。</p><p>　　圖5.2 僅有壓縮約束</p><p>　　從WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)可知，活動(dòng)橫梁的上部與柱塞接觸的表面受到的最大公稱(chēng)壓制力為17000000N，而且接觸的上表面面積38

68、5456mm2，所以壓力為44.104MPa,活動(dòng)橫梁的下表面受到的來(lái)自坯料的作用力等于公稱(chēng)壓制力與活動(dòng)橫梁的重力之和，其大小為17042359N，活動(dòng)橫梁與下模接觸的面積為1041253 mm2,所以下表面的擠壓力為16.356MPa?；顒?dòng)橫梁模型約束和載荷，如圖5.3所示。</p><p>　　圖5.3 活動(dòng)橫梁模型約束和載荷</p><p>　　5.1.4 活動(dòng)橫梁靜力學(xué)分析結(jié)果&l

69、t;/p><p>　　活動(dòng)橫梁靜力學(xué)分析的應(yīng)力、應(yīng)變、位移結(jié)果，如圖5.4，5.5，5.6所示，分析結(jié)果總結(jié)，如表5.2。</p><p>　　圖5.4 活動(dòng)橫梁的應(yīng)力云圖</p><p>　　圖5.5 活動(dòng)橫梁的應(yīng)變?cè)茍D</p><p>　　圖5.6 活動(dòng)橫梁位移圖</p><p>　　表5.2 活動(dòng)橫梁靜力學(xué)分析結(jié)果&

70、lt;/p><p>　　活動(dòng)橫梁選用鑄鐵為HT350，HT350材料的主要力學(xué)性能如表5.3。對(duì)活動(dòng)橫梁進(jìn)行靜力學(xué)的強(qiáng)度較核：n=350/122.076=2.87。從參考文獻(xiàn)[19]中查得，鑄鐵零件要求的安全系數(shù)為1.5~2.5。所以能滿(mǎn)足活動(dòng)橫梁靜力學(xué)強(qiáng)度設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　表5.3 HT350材料的主要力學(xué)性能</p><p>　　活動(dòng)橫梁的上表面的孔

71、處和四個(gè)立柱孔處，出現(xiàn)最大應(yīng)力集中現(xiàn)象。立柱孔處的應(yīng)力集中主要是彎矩引起；中間孔處主要是柱塞的壓力所引起。</p><p>　　5.2 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析</p><p>　　5.2.1 動(dòng)態(tài)時(shí)域分析概述</p><p>　　動(dòng)態(tài)時(shí)域分析用于研究隨時(shí)間變化的載荷作用下結(jié)構(gòu)應(yīng)力、應(yīng)變、位移等的響應(yīng)技術(shù)[16]。</p><p>　　求解結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)時(shí)域分

72、析的方法有振型疊加法和直接積分法。前者用模態(tài)振型矩陣作為變形矩陣，將結(jié)構(gòu)在物理空間上耦合的動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為在模態(tài)空間上的一組非耦合動(dòng)力學(xué)方程，然后利用單自由度振動(dòng)方程的動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析方法求解，最后疊加到結(jié)構(gòu)在物理空間的運(yùn)動(dòng)響應(yīng)。該法應(yīng)先求出結(jié)構(gòu)的固有頻率和固有振型，因而適應(yīng)于阻尼矩陣[C]可以對(duì)角化和不太復(fù)雜的激振力的情況。而后者則對(duì)動(dòng)力方程直接用數(shù)值積分法求解，將時(shí)間離散化，在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)對(duì)位移、速度和加速度的關(guān)系做某種假設(shè)，將運(yùn)動(dòng)方

73、程轉(zhuǎn)化成該時(shí)刻點(diǎn)上位移矢量的代數(shù)方程，最后用遞推公式求解。該法不須先求出結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，因而適合動(dòng)載荷復(fù)雜情況[10]。</p><p>　　動(dòng)態(tài)時(shí)域分析是研究結(jié)構(gòu)在外部激振力的作用下的各種響應(yīng)，包括應(yīng)力、位移等的響應(yīng)。結(jié)構(gòu)在外部激振的響應(yīng)導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生動(dòng)態(tài)應(yīng)力和動(dòng)態(tài)位移，從而影響產(chǎn)品的使用壽命和工作性能。</p><p>　　采用Pro/MECHANICA 的分析軟件，對(duì)活動(dòng)橫梁

74、進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)域分析，分析隨時(shí)間變化的載荷下，不同時(shí)刻模型應(yīng)力、應(yīng)變及位移。此外，創(chuàng)建一個(gè)應(yīng)力變化的測(cè)量值。</p><p>　　5.2.2 模型參數(shù)</p><p>　　在使用Pro/MECHANICA 有限元分析元件中，自定義活動(dòng)材料屬性，如表5.4，定義好材料屬性之后，分配于整個(gè)活動(dòng)橫梁模型上。</p><p>　　表5.4.活動(dòng)橫梁的材料屬性</p>

75、<p>　　5.2.3 劃分網(wǎng)格</p><p>　　劃分網(wǎng)格與在ANSYS WORKBENCH中類(lèi)似，使用四面體實(shí)體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)于活動(dòng)橫梁應(yīng)力集中的部位采用較細(xì)的網(wǎng)格。劃分的網(wǎng)格的結(jié)果是模型中有26834個(gè)節(jié)點(diǎn)，16935個(gè)單元，其網(wǎng)格圖，如圖5.7所示。</p><p>　　如圖5.7活動(dòng)橫梁網(wǎng)格圖</p><p>　　5.2.4 約束和載

76、荷</p><p>　　添加約束條件，約束活動(dòng)橫梁兩側(cè)的四個(gè)立柱孔，x、z方向作為固定，y方向保持自由，x、y、z的轉(zhuǎn)動(dòng)，也作為固定。</p><p>　　定義隨時(shí)間變化的載荷，通過(guò)表格的方式繪制?；顒?dòng)橫梁的上表面與柱塞接觸的面積S1=385456mm2,作用力為F1；下表面受到擠壓力的面積S2=1041253mm2,作用力為F2。所以，上表面的壓力P1=F1/S2，下表面的壓力P2=F2

77、/S2,它們表面作用力隨時(shí)間變化，如表7.1。根據(jù)表格，在軟件Pro/MECHANICA 的分析中繪制的函數(shù)圖，如下圖5.8和圖5.9所示?；顒?dòng)橫梁模型在動(dòng)態(tài)時(shí)域分析約束和載荷</p><p><b>　　如圖5.10所示。</b></p><p>　　表5.5 活動(dòng)橫梁隨時(shí)間變化的載荷</p><p>　　圖5.8 上表面隨時(shí)間變化載荷的函數(shù)

78、圖</p><p>　　圖5.9下表面隨時(shí)間變化載荷的函數(shù)圖</p><p>　　圖5.10活動(dòng)橫梁模型在動(dòng)態(tài)時(shí)域分析約束和載荷</p><p>　　5.2.5 活動(dòng)橫梁的動(dòng)態(tài)時(shí)域分析結(jié)果評(píng)價(jià)</p><p>　　依據(jù)前面的靜態(tài)應(yīng)力分析的結(jié)果，在最大應(yīng)力處建立測(cè)量點(diǎn)Measure1,即選擇活動(dòng)橫梁中間孔的邊緣一點(diǎn)作為測(cè)量點(diǎn)。動(dòng)態(tài)時(shí)域分析之后，

79、得到測(cè)量點(diǎn)在此時(shí)域上的應(yīng)力變化如圖5.11所示，其最大的應(yīng)力值為131.5MPa，而靜態(tài)分析的應(yīng)力值122.076MPa,在動(dòng)載荷下的應(yīng)力值比最大的靜載荷的應(yīng)力值增大了9%。動(dòng)態(tài)時(shí)域分析的應(yīng)力云圖，如圖5.12，5.13，5.14所示。</p><p>　　圖5.11 測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)力變化</p><p>　　圖5.12 活動(dòng)橫梁的應(yīng)力</p><p>　　圖5.13活

80、動(dòng)橫梁的應(yīng)變</p><p>　　圖5.14活動(dòng)橫梁的位移</p><p>　　經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，活動(dòng)橫梁的中間孔和兩側(cè)的四個(gè)立柱孔，存在顯著的應(yīng)力集中的現(xiàn)象。在活動(dòng)橫梁鑄造時(shí)應(yīng)嚴(yán)格鑄造工藝，減少缺陷，不能出現(xiàn)微裂紋或微孔隙。四個(gè)立柱孔處應(yīng)力集中最為顯著，因此，在活動(dòng)橫梁的四個(gè)立柱孔處裝上結(jié)構(gòu)鋼的導(dǎo)套，來(lái)緩解應(yīng)力集中導(dǎo)致立柱孔處的破壞，并且提高活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向性。</p><p

81、><b>　　5.3 疲勞分析</b></p><p>　　5.3.1 疲勞分析概述</p><p>　　疲勞是指結(jié)構(gòu)在底于靜態(tài)強(qiáng)度極限的載荷重復(fù)作用下出現(xiàn)疲勞斷的現(xiàn)象[14]。疲勞破壞的主要因素有載荷的循環(huán)次數(shù)；每一個(gè)循環(huán)的應(yīng)力副值和平均應(yīng)力；局部應(yīng)力集中[14]。</p><p>　　疲勞破壞的過(guò)程是:零部件在循環(huán)載荷作用下，在局部的

82、最高應(yīng)力處，最弱的及應(yīng)力最大的晶粒上形成微裂紋，然后發(fā)展成宏觀裂紋，裂紋繼續(xù)擴(kuò)展，最終導(dǎo)致疲勞斷裂。所以，疲勞破壞經(jīng)歷了裂紋形成、裂紋擴(kuò)展和瞬斷三個(gè)階段。</p><p>　　疲勞分析原理是采用了簡(jiǎn)化的彈性假設(shè)和Miner累積疲勞準(zhǔn)則。Miner累積疲勞準(zhǔn)則是材料在重復(fù)外載荷作用下，其內(nèi)部的微缺陷和空穴不斷地產(chǎn)生與發(fā)展，從宏觀上表現(xiàn)為材料損傷的累積，當(dāng)材料的損傷累積達(dá)到臨界值時(shí)則產(chǎn)生失效[15]。</p&g

83、t;<p>　　5.3.2 活動(dòng)橫梁疲勞分析</p><p>　　活動(dòng)橫梁在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，各點(diǎn)應(yīng)力變化符合脈動(dòng)應(yīng)力變化規(guī)律。脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力曲線如圖5.15所示，縱坐標(biāo)值1表示活動(dòng)橫梁的最大應(yīng)力值?；顒?dòng)橫梁的疲勞分析是建立在靜力學(xué)分析的基礎(chǔ)上的，因此，活動(dòng)橫梁的疲勞分析處理和其線性靜力分析很相似,因此這里不做詳細(xì)的介紹。不通在于要定義材料的S-N曲線，只是在求解時(shí)，選用疲勞求器，即可。</p>

84、;<p>　　圖5.15 脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力</p><p>　　一般的S—N曲線有這樣的共同特點(diǎn)，即當(dāng)破壞循環(huán)次數(shù)小于103，疲勞極限σx接近于σb，而且在1到103之間，變化不大；而且當(dāng)循環(huán)次數(shù)大于106時(shí)，疲勞極限σx趨近于σ-1，而在103~106之間，存在著關(guān)系式，m和c為常數(shù)，對(duì)等式兩邊取對(duì)數(shù)后得：</p><p><b>　?。?.1）</b>

85、</p><p>　　因此在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)的S—N曲線圖和之間存在線形關(guān)系，只要知道103和106兩點(diǎn)的值，這個(gè)直線就確定了。在N〈103時(shí)，近似取σx=0.9σb，而在N>106時(shí)，近似取σx=σ-1，由于活動(dòng)橫梁的材料為鑄鐵，型號(hào)為HT350，它的σb=350MPa，σ-1=180MPa。所以，當(dāng)N=103時(shí)，σx=315 MPa；當(dāng)N=106時(shí)，σx=180 MPa，所以在鑄鐵材料HT350的S—N曲線，

86、如圖5.16所示。</p><p>　　圖5.16 S—N曲線</p><p>　　活動(dòng)橫梁的設(shè)計(jì)壽命為循環(huán)109次，即為高周疲勞，受應(yīng)力幅控制，Mean Stress Theory選用工程上較為常用的Goodman曲線，如圖5.17所示。</p><p>　　圖5.17 Goodman曲線</p><p>　　5.3.3 活動(dòng)橫梁疲勞分析結(jié)

87、果</p><p>　?。?）活動(dòng)橫梁的疲勞壽命分析結(jié)果，如下圖5.18所示。從分析結(jié)果中得到活動(dòng)橫梁的疲勞壽命最小值也能達(dá)了109，到達(dá)了設(shè)計(jì)的壽命要求，因此符合活動(dòng)橫梁壽命的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　圖5.18活動(dòng)橫梁壽命</p><p>　?。?）安全系數(shù)是指計(jì)算出來(lái)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)壽命與指定的設(shè)計(jì)壽命之比。分析結(jié)果如圖5.19所示，安全系數(shù)為1.741，從參

88、考文獻(xiàn)[19]中查得，鑄鐵零件要求的安全系數(shù)為1.5~2.5。所以活動(dòng)橫梁的設(shè)計(jì)符合安全可靠的要求。</p><p>　　圖5.19 活動(dòng)橫梁安全系數(shù)</p><p>　?。?）活動(dòng)橫梁的疲勞靈敏性是指在靜態(tài)分析載荷在0與150%之間作脈動(dòng)循環(huán)時(shí)，活動(dòng)橫梁的疲勞壽命變化情況?；顒?dòng)橫梁載荷的脈動(dòng)變化的實(shí)際變化為0到100%之間，所以通過(guò)分析結(jié)果圖5.20，可知，活動(dòng)橫梁的疲勞靈敏性非常好。&

89、lt;/p><p>　　圖5.20 活動(dòng)橫梁的疲勞靈敏性</p><p>　　通過(guò)對(duì)活動(dòng)橫梁的疲勞計(jì)算，活動(dòng)橫梁的疲勞壽命、安全系數(shù)，都能達(dá)到活動(dòng)橫梁疲勞設(shè)計(jì)的要求；活動(dòng)橫梁的疲勞靈敏性在脈動(dòng)載荷變化的情況下，靈敏性非常好。 </p><p><b>　　5.4 拓?fù)鋬?yōu)化</b></p><p>　　5.4.1 拓?fù)鋬?yōu)化概述

90、</p><p>　　拓?fù)鋬?yōu)化是形狀優(yōu)化，有時(shí)也稱(chēng)為外型優(yōu)化。外形優(yōu)化的目標(biāo)是尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。這種方案在拓?fù)鋬?yōu)化中表現(xiàn)為“最大剛度優(yōu)化”設(shè)計(jì)。</p><p>　　與傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)不同的是，拓?fù)鋬?yōu)化不需要給出參數(shù)和優(yōu)化變量。目標(biāo)函數(shù)、狀態(tài)變量和設(shè)計(jì)變量都是預(yù)定義好的。用戶(hù)只需要給出結(jié)構(gòu)的參數(shù)（如材料特性、模型、載荷等）和需要省去的材料百分比。拓?fù)鋬?yōu)化只適用于

91、實(shí)體。</p><p>　　形狀優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)是在滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)約束的情況下減少結(jié)構(gòu)的變形能。減少結(jié)構(gòu)的變形能相當(dāng)于提高結(jié)構(gòu)的剛度。這種技術(shù)通過(guò)使用設(shè)計(jì)變量給每個(gè)單元賦予內(nèi)部偽密度來(lái)實(shí)現(xiàn)[16]。</p><p>　　5.4.2 ANSYNS WORKBENCH拓?fù)鋬?yōu)化</p><p>　　“Shape Finder”是一個(gè)優(yōu)化問(wèn)題,其結(jié)構(gòu)能量在減少結(jié)構(gòu)體積的基礎(chǔ)上的最小

92、化。它盡量得到關(guān)于體積比率的最好剛度；盡可能的找尋可以在對(duì)整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不產(chǎn)生負(fù)面影響的可去除的面積。</p><p>　　由于“Shape Finder”在載荷和約束的基礎(chǔ)上盡量減少體積和增大剛度， 因此載荷和約束十分重要并會(huì)影響結(jié)果?！癝hape Finder”一般在載荷施加的地方和約束反作用于載荷的地方保持材料不變。縮減材料不能太多，否則會(huì)導(dǎo)致行架式結(jié)構(gòu)?！癝hape Finder”基于一個(gè)單獨(dú)的靜力結(jié)構(gòu)環(huán)

93、境下，“Shape Finder”不能用于復(fù)合環(huán)境下。</p><p>　　5.4.3 活動(dòng)橫梁的拓?fù)鋬?yōu)化</p><p>　　活動(dòng)橫梁的拓?fù)鋬?yōu)化處理和其線性靜力分析很相似,因此這里不是所有的步驟都詳細(xì)介紹。只是在求解時(shí)，選用拓?fù)鋬?yōu)化器即可。</p><p>　　優(yōu)化結(jié)果，如圖5.20，5.21，5.22，5.23所示，圖中橙色代表可去除的材料，褐色的是邊緣?；顒?dòng)橫

94、梁的初始和最終結(jié)構(gòu)的質(zhì)量邊緣質(zhì)量詳細(xì)比較如表5.1。</p><p>　　圖5.20去除10%材料 </p><p>　　圖5.21去除15%材料</p><p>　　圖5.22 去除20%材料圖</p><p>　　圖 5.23去除25%材料</p><p>　　表5.2初始和最終結(jié)構(gòu)的質(zhì)量的邊緣質(zhì)量詳細(xì)比較&l

95、t;/p><p>　　活動(dòng)橫梁的上表面中間處受到柱塞對(duì)它的壓力，而下表面受到擠壓力，因此活動(dòng)橫梁上部?jī)蓚?cè)的斜角部分所受到的影響很??；四個(gè)力柱孔受到立柱的僅壓縮約束，但其下邊緣處受到立柱的約束影響很小,因此，活動(dòng)橫梁的上部?jī)蓚?cè)的斜角部分和立柱下邊緣處，在合理的剛度情況下，可以去除這些部分的材料，達(dá)到優(yōu)化活動(dòng)橫梁質(zhì)量的目的。</p><p><b>　　5.5 本章小結(jié)</b>

96、;</p><p>　　（1）通過(guò)對(duì)活動(dòng)橫梁的靜力學(xué)分析，找出活動(dòng)橫梁應(yīng)力集中的最大部位存在于活動(dòng)橫梁的四個(gè)立柱孔處和中間的孔處。</p><p>　?。?）通過(guò)活動(dòng)橫梁的動(dòng)態(tài)時(shí)域分析，找出活動(dòng)橫梁應(yīng)力集中處的測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)力隨時(shí)間變化的情況。</p><p>　　（3）通過(guò)活動(dòng)橫梁的疲勞分析，分析出疲勞壽命值、疲勞不會(huì)破壞的可能性、 安全系數(shù)及疲勞靈敏性，從分析中分析

97、結(jié)果中，可以發(fā)現(xiàn)活動(dòng)橫梁滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)得要求。</p><p>　　（4）通過(guò)對(duì)活動(dòng)橫梁的拓?fù)鋬?yōu)化，發(fā)現(xiàn)活動(dòng)橫梁能夠進(jìn)行材料去除的部位，使得活動(dòng)橫梁在滿(mǎn)足強(qiáng)度要求的情況下達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)化的目的。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本文基于有限元分析軟件ANSYS WORKBENCH和PRO/MECHANICA平臺(tái)，

98、對(duì)WL1700全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)關(guān)鍵零、部件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析。</p><p>　　進(jìn)行壓磚機(jī)整機(jī)模態(tài)分析，得到前六階固有頻率及相應(yīng)的固有振型等動(dòng)態(tài)特性參數(shù)，得到以下兩點(diǎn)結(jié)論：</p><p>　　壓磚機(jī)的最小頻率為17.0159Hz ，而壓磚機(jī)的沖擊頻率為0.3Hz，壓磚機(jī)的固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其沖擊頻率，因而該壓磚機(jī)不會(huì)發(fā)生共振；</p><p>　?。?）壓磚機(jī)不

99、僅有前后，上下及左右方向的彎曲振動(dòng)，而且有扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，這些振動(dòng)將影響壓磚機(jī)的強(qiáng)度和剛度，具體表現(xiàn)為上橫梁的彎曲斷裂以及加重壓磚機(jī)導(dǎo)向部分即立柱的磨損，也影響陶瓷磚的制造精度，因此，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)增加局部剛度和阻尼來(lái)抑制這些振動(dòng)的影響。</p><p>　　進(jìn)行機(jī)架和立柱的靜力學(xué)分析之后，得到以下結(jié)論：</p><p>　　（1）通過(guò)對(duì)機(jī)架的靜力學(xué)分析，找到機(jī)架應(yīng)力集中的位置為上橫梁、底座和立

100、柱之間的交接處的立柱處，其大小為224.153MPa，較大的出現(xiàn)在上橫油缸頂角處，其大小為200.37MPa,強(qiáng)度設(shè)計(jì)滿(mǎn)足要求，但是有些保守，造成機(jī)架較為笨重。上橫梁油缸部位的變形位移最大，四根立柱也產(chǎn)生了較大的變形位移，向機(jī)架中間彎曲，這將影響到活動(dòng)橫梁的導(dǎo)向性。</p><p>　　進(jìn)行活動(dòng)橫梁比較全面的有限元分析和優(yōu)化得到以下結(jié)論：</p><p>　　（1）活動(dòng)橫梁應(yīng)力集中的最大部

101、位存在于活動(dòng)橫梁的四個(gè)立柱孔處和中間的孔處。</p><p>　?。?）通過(guò)活動(dòng)橫梁的動(dòng)態(tài)時(shí)域分析，找出活動(dòng)橫梁應(yīng)力集中處的測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)力隨時(shí)間變化的情況。提取第一步斷點(diǎn)分析結(jié)果，應(yīng)力值為131.5MPa，比靜力學(xué)中的分析結(jié)果增大了9%。 </p><p>　?。?）活動(dòng)橫梁的疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足活動(dòng)橫梁疲勞壽命的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　?。?）活動(dòng)橫梁的上部?jī)蓚?cè)的斜角

102、部分和立柱孔邊緣處，在合理的剛度情況下，可以去除這些部分的材料，優(yōu)化活動(dòng)橫梁質(zhì)量。</p><p>　　本文通過(guò)對(duì)全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的關(guān)鍵零、部件進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)分析，可以得到關(guān)鍵零、部件精確的靜動(dòng)態(tài)力學(xué)參數(shù)和拓?fù)鋬?yōu)化，這對(duì)于了解現(xiàn)有的壓磚機(jī)結(jié)構(gòu)特性并進(jìn)而改善其性能將具有重要的意義，并且為全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的整體改進(jìn)設(shè)計(jì)，提供理論依據(jù)。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)<

103、;/b></p><p>　　[1] 張柏清．自動(dòng)液壓壓磚機(jī)[M]．南昌：江西科學(xué)出版社,2001．5．</p><p>　　[2] 張柏清，戴哲敏，高文杰．KD3200型全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的特點(diǎn)及液壓系統(tǒng)分析[J] ．中國(guó)陶瓷工業(yè) ，2000（2）：31~35 ．</p><p>　　[3] 彭婭清，唐華平，萬(wàn)海如，張紅字．3200噸全自動(dòng)液壓壓磚機(jī)的有限元強(qiáng)

104、度分析[J] ．制造信息化，2005（8）：49~51．</p><p>　　[4] 張柏清，胡偉文． 基于有限元方法的液壓壓磚機(jī)活動(dòng)橫梁結(jié)構(gòu)參數(shù)研究[J] ．陶瓷學(xué)報(bào)，2006（1）：29~33．</p><p>　　[5] 楊金利．300kN壓力機(jī)上橫梁的有限元分析[J] ．機(jī)械設(shè)計(jì)，2006（4）：24~25．</p><p>　　[6] 白葳，喻海良．通用有

105、限元分析ANSYS8.0基礎(chǔ)教程[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2005．5．</p><p>　　[7] 張勝民．基于有限元軟件ANSYS7.0的結(jié)構(gòu)分析[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2003．1．</p><p>　　[8] 張朝暉．ANSYS8.0結(jié)構(gòu)分析及實(shí)例解析．北京：機(jī)械工業(yè)出版社[M]，2005．3．</p><p>　　[9] 王勖成．有限單元法[M]

106、 ．北京：清華大學(xué)出版社，2002．5．</p><p>　　[10] 劉國(guó)慶，楊慶東．ANSYS工程應(yīng)用教程．北京：.中國(guó)鐵道出版社[M]，2003．</p><p>　　[11] 李重偉．有限元分析方法綜述[J] ．天津建設(shè)科技20O6·增刊（1~3）．</p><p>　　[12] 姜勇，張波．ANSYS 7.0實(shí)例精解[M] ．北京：清華大學(xué)出版社

107、，2003．3．</p><p>　　[13] 龍志飛，芩松．有限元法新論：原理、程序、進(jìn)展[M] ．北京：中國(guó)水利水電出版社，2001．9．</p><p>　　[14] 商躍進(jìn)．有限元原理與ANSYS應(yīng)用指南．北京：清華大學(xué)出版社，2005．6．</p><p>　　[15] 龔曙光．ANSYS基礎(chǔ)應(yīng)用及范例解析．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．1．</p

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109、os. A crankshaft system model for structural dynamic anslysis of internal combustion engines[J]． Cimputers and Structures 2001 79(6): 2009~2027．</p><p>　　[19] 徐錦康．機(jī)械設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2004．4．</p><p&

110、gt;　　[20] 《機(jī)械工程師手冊(cè)》第二版編輯委員會(huì)．機(jī)械工程師手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000．6．</p><p>　　[21] 俞新陸．液壓機(jī)現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1987．10．</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題是在譚加才老師的精心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的，在此謹(jǐn)向指導(dǎo)