论文摘要
有限元分析和结构优化等CAE技术的应用,对于缩短产品开发周期,提高产品质量,降低制造成本,增强企业竞争力具有重要意义。本论文利用大型有限元分析软件ANSYS,以开式压力机机身为研究对象,对其进行静态分析和模态分析,并对机身结构进行优化,在保证安全生产的前提下,达到减轻机身重量的目的。本文探索了如何优化压力机结构以提高压力机设计水平,其研究成果为实际生产提供了可靠的技术指导。分析了开式压力机机身的结构和受力特点,基于一定的简化原则建立了机身的几何模型,引入有限元软件中的四面体实体单元,研究处理了曲轴支撑孔和工作台的载荷分布,建立了机身的有限元模型。对有限元模型进行了静态计算。分析了机身在工作状态下的应力分布、各方向位移和变形大小,定量确定了机身的薄弱环节,同时计算了机身的角变形以验证机身的角刚度。对有限元模型进行模态分析,提取了机身的前五阶模态,通过对比基频和工作频率,确保压力机的工作不出现共振现象。基于压力机机身的静态特性和模态结果,提出了优化设计方案。选取机身部分几何尺寸和各组成部分的板厚作为设计变量,刚度和强度为约束条件,以机身的体积作为目标函数,采用零阶方法对机身进行了结构优化,最大限度的减轻了压力机的重量,降低了生产成本。