某液壓機多工況下結(jié)構(gòu)強度計算的比較研究及實驗驗證.pdf

1、液壓機是裝備制造業(yè)中一種常見的基礎(chǔ)設(shè)備，廣泛應(yīng)用在國民經(jīng)濟(jì)的各個領(lǐng)域。液壓機結(jié)構(gòu)強度設(shè)計計算研究具有重要意義。本文進(jìn)行了四種塑性金屬的單向拉伸和壓縮、純扭轉(zhuǎn)屈服強度實驗，及一種塑性金屬的拉伸—扭轉(zhuǎn)屈服強度實驗，利用ANSYSWorkbench有限元軟件對某液壓機在多種載荷工況下的應(yīng)力分布、上橫梁的位移變化、主應(yīng)力狀態(tài)變化、三個強度理論的計算結(jié)果進(jìn)行了研究。主要的研究內(nèi)容如下:
　　(1)根據(jù)多種塑性金屬的拉伸、壓縮、純扭轉(zhuǎn)和拉扭組

2、合屈服強度實驗數(shù)據(jù)，對液壓機常用強度理論計算的相對誤差進(jìn)行了比較分析。結(jié)果表明，Tresca強度理論計算的誤差最大，Mises強度理論次之，極限應(yīng)變能強度理論最小。Mises強度理論和Tresca強度理論偏保守。極限應(yīng)變能強度理論可用于拉伸—壓縮組合主應(yīng)力強度計算。
　　(2)根據(jù)有限元模型簡化規(guī)則和研究目的，用ANSYSWorkbench有限元軟件建立了液壓機整體有限元三維實體模型，確定了單元選擇、網(wǎng)格劃分、載荷施加、邊界約束和

3、接觸模式等關(guān)鍵技術(shù)問題。選擇液壓機在中載、橫向偏載、縱向偏載和斜偏載四種工況，進(jìn)行了有限元計算，研究了機架和立柱的應(yīng)力分布和變形規(guī)律。
　　(3)對比有限元計算數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)同一位置不同工況存在主應(yīng)力狀態(tài)變化，結(jié)構(gòu)強度設(shè)計計算應(yīng)考慮不同工況主應(yīng)力狀態(tài)的變化。拉伸—壓縮—壓縮主應(yīng)力狀態(tài)下，Mises強度理論相當(dāng)應(yīng)力最大值有的比極限應(yīng)變能強度理論小，有的又大，導(dǎo)致強度設(shè)計不確定性和存在安全隱患，某些主應(yīng)力狀態(tài)下Tresca強度理論和Mis