基于ANSYSWorkbench的蒸压砖机下横梁结构优化设计.pdf

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1、2015年5月机械设计与制造工程May．2015第44卷第5期MachineDesignandManufacturingEngineeringV01．44No．5DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．05．019基于ANSYSWorkbench的蒸压砖机下横梁结构优化设计蒋淮同，李明，李亮，陆宝春(1．江苏腾宇机械制造有限公司，江苏宿迁223812)(2．南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：随着计算机技术的发展，现代优化设计方法在工程中的应用日益广泛。采用有限元分析软件A

2、NSYSWorkbench对蒸压砖机下横梁进行静力学分析，得到其应力应变云图，由云图可知下横梁的强度和刚度均符合要求。在保证强度和刚度的前提下，以减少质量为目标，对下横梁进行结构优化。优化结果表明，将下横梁减重10．2l％，其应力分布更加合理。关键词：下横梁；ANSYSWorkbench；静力学分析；结构优化中图分类号：TH122文献标志码：A文章编号：2095—509X(2015)05—0082—04大型粉煤灰蒸压砖机是一种将砂子、粉煤灰、的应力、变形图，根据分析结果对其进行优化。矿渣、水泥等原料压制成型的多功能压力

3、机械，它可以通过更换不同模具生产标准砖、空心砖、盲孔1下横梁结构有限元分析砖等各种建筑和生活用砖，实现工业废渣的综合利1．1结构简化用，广泛应用于新型建材行业。蒸压砖机下横梁采用铸钢ZG270—500铸造蒸压砖机主机由上下横梁、立柱、上下活动梁成型，在进行有限元分析前，需要对模型进行必要等组成，上下压头对模框中的粉料进行双向加压成的简化，忽略吊耳、铸造圆角、螺纹孑L等结构L4j，简型。其中蒸压砖机下横梁(下称“下横梁”)作为重化后的下横梁模型如图1所示。要部件，不仅承受整机的质量，其内腔还作为下油缸，受力情况复杂。传统

4、设计采用材料力学与经验设计相结合的方法，为了保证可靠性，设计人员不得不加大安全系数，这就必然导致下横梁笨重且增加成本¨；再者，传统设计方法不能全面反映下横梁的应力状态，比如局部的应力集中，而这恰恰是导致下横梁易被破坏的重要原因。现代优化设计方法通过对结构进行有限元分析，准确地计算结构的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度分图1简化的下横梁模型图析的有力工具。ANSYSWorkbench是一款大型通用有限元分1．2模型参数化及网格划分析软件，它可以直接建立与CAD系统的双向参数为了优化结构，需要对下横梁模型进行参数化互

5、动关系，避免了APDL建模的繁琐操作，拥有丰设置。在CAD软件中建立下横梁模型，并以“DS”富的材料库、单元库及求解器，在合理的边界条件开头重命名需要优化的参数，使得模型导人AN—下可以获得问题的精确解J。本文采用ANSYSSYSWorkbench中时优化变量就可以被识别，实现Workbench对下横梁进行有限元分析，得到下横梁模型参数双向互动J。收稿日期：2015—03—27作者简介：蒋淮同(1979一)，男，江苏宿迁人，江苏腾宇机械制造有限公司高级工程师，主要研究方向为液压机械设计制造。·82·2015年第5期蒋淮

6、同：基于ANSYSWorkbench的蒸压砖机下横梁结构优化设计情况下，其强度和刚度仍在安全范围之内，且应力[3]凌桂龙，丁金滨，温正．ANSYSWorkbench13．0从入门到精通[M]．北京：清华大学出版社，2012：1—3．分布更加合理，从而实现了节约材料、降低成本的[4]李诚．基于Pro／E和ANSYSWorkbench的悬挂夹具结构优化目的。设计[J]．机械工程师，2013(9)：107—109．[5]张国锋．王卫荣．基于ANSYSWorkbench的吊座尺寸多目标参考文献：优化设计[J]．机械工程与自动化

7、，2014(1)：69—73．[1]秦东晨，祁建中，鹿跃丽，等．Y32—500B四立柱液压机下横[6]刘星，陆宝春，田先春，等．基于遗传算法的液压机上梁交互梁的结构优化设计[J]．机械强度，2001，23(2)：246—248．式结构优化[J]．机械科学与技术，2015(1)：27—31．[2]骆念武，申远，竺长安，等．基于有限元分析的液压机下横梁[7]曹文钢，曾金越．液压机上横梁有限元分析及结构优化[J]．结构优化[J]．煤矿机械，2007，28(10)：8—11．锻压装备与制造技术，2013，48(5)：38—40

8、．StructuraloptimizationdesignforlowerbeamofhydraulicpressbasedonANSYSWorkbenchJIANGHuaitong，LIMing，LILiang，LUBaochun(1．JiangsuTengyuMachineryManufactureCo．，Ltd，Jiangs