1600kn液压机主缸体结构优化设计及分析--开题报告.doc

1600KN液压机主缸体结构优化设计及分析（开题报告）

1、课题的目的及意义（含国内外的研究现状分析或设计方案比较、选型分析等）
液压机是制造行业的一种基础设备，其应用涉及国民经济的各个领域，而液压缸是液压机中的关键部件之一，因此，对液压缸的设计也是液压机涉及的重要组成部分。
液压缸破坏的主要原因是疲劳破坏，疲劳破坏特别容易发生在产生塑性变形比较大的高应变区【1】。影响应力集中区域应力大小的主要因素有：缸底厚度、法兰高度、法兰外径、缸壁厚度、法兰与缸壁之间的过渡形线、缸底与缸壁之间的过渡形线。对上述应力集中区域进行结构形状优化能有效的解决应力集中所造成的破坏【2】。
液压缸的结构设计方法是多种多样的，例如基于弹性理论的计算设计方法，距缸底内表面较远的地方即缸筒中段，用厚壁圆筒公式计算【3】。中国矿业大学的肖世德和陶驰东运用弹性力学理论和有限单元法进行液压缸应力和稳定性分析，探讨液压缸优化设计方法，编制了相应的通用软件【4】。在液压缸的其他部分，因分别受到缸底与法兰部分弯曲力矩的影响，不能用一般的厚壁圆筒公式来计算【5】。而有限元的设计方法则可以对液压机中的主液压缸进行结构设计，得到详细的应力、应变分布云图及应力集中和最大变形的位置【6】。这种方法是目前工程技术领域中实用性最强，应用最为广泛的数值模拟方法，它的基本思想是将问题的求解域划分为一系列单元，单元之间仅靠节点连接，单元内部点的待求物理量可由单元节点物理量通过选定的函数关系插值求得，由于单元形状简单，易于由平衡关系或能量关系建立节点量之间的方程式，然后将各个单元方程“装配”在一起而形成总体代数方程组，加入边界条件后即可对方程组求解【7】。