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文檔簡介
1、5MN三梁四柱鑄造結構上橫梁設計(單缸)小組成員: 指導老師:目錄 一、技術參數 二、活塞缸尺寸設計計算 三、立柱尺寸設計計算 四、立柱、工作臺與橫梁的布置 五、上橫梁強度、剛度的計算 六、上橫梁二維零件圖 七、上橫梁三維圖仿真 八、有限元分析一、技術參數 公稱壓力P:5MN 介質壓力p:31.5 MPa 最大工作行程S:480 mm 最大開間H:1000 mm 工作臺尺寸LB(長寬):1100900 mm 工作速度V:12 mm/s二、活塞缸尺寸設計計算 1、活塞頭直徑: 2、活塞缸內徑: 3、活塞缸外徑: ?。?4、各部分尺寸如下:圓整到系列頭mmmpPD4504496. 05 .3154
2、4mmDD450頭內 pDD3-內外 MPa150110MPa150mmD5645 .313150150450外mmSSRmmrRmmShmmStmmDDS5 .114 .11572 . 02 . 002515. 05 .5625.5622525. 025. 0103578 . 125 . 11036 .102578 . 125 . 157-2111內外一、活塞缸尺寸設計計算 5、法蘭外徑: 法蘭直徑: ghFP242621025. 6100625. 08058010080mmmmmPFMPaMPaFghggh取觸面積,為法蘭和橫梁的實際接可得由外hhFRDD224mmmmDDhh62846.
3、6271025. 65 .11564422三、立柱尺寸設計計算 F為每根立柱的面積 取 立柱直徑: nFP MPa5545MPa452421084. 20284. 0444544mmmnPFmmFd1901084. 2444四、立柱、工作臺與橫梁的布置 工作臺尺寸:1100900mm五、上橫梁強度、剛度的計算 1.由于上橫梁的剛度遠大于立柱的剛度,因此可以將上橫梁簡化為簡支梁,如圖3:圖3 上橫梁簡化受力圖五、上橫梁強度、剛度的計算 最大彎曲在梁的中點: D-缸法蘭的環(huán)形接觸面積平均直徑 -立柱寬邊中心距 =1290mm 最大剪力為: 最大撓度在梁的中點,由于亮的跨度與高度相比不是很大,因此應
4、考慮剪力對撓度的影響,梁中點撓度為:DlPM22maxlmmD5962564628lmMNM14.11059621290253maxMNPQ5 . 22tDGFkPltDtDEJPlf214461483230五、上橫梁強度、剛度的計算 3.中間截面慣性矩計算: 梁的高度?。簩⑸蠙M梁的橫截面簡化為工字梁,如圖4所示圖4 上橫梁橫截面簡化圖mmdh57019033五、上橫梁強度、剛度的計算 3.中間截面慣性矩計算: 先求截面底邊WW軸的慣性矩Jw 式中 每塊矩形面積對本身形心軸的慣性矩: 再求出整個截面的形心軸ZZ軸到WW軸的距離h0: 整個截面對形心軸的慣性矩為: iiwaSJJ00J1230i
5、ihbJ軸的靜面矩每塊矩形面積對每塊矩形面積高度每塊矩形面積寬度WWShbiiiiiiaFS 軸的距離每塊矩形面積形心到每塊矩形的面積WWaFiiiiFSh0iWZFhJJ20五、上橫梁強度、剛度的計算 為了方便,借助表格輔助計算(表1)表1. 梁的慣性矩計算表1五、上橫梁強度、剛度的計算中間截面最大壓應力:將表格計算結果代入h0 ,JZ計算公式,并將計算結果代入此方程,利用二分法和excel軟件解得:對于x20的值,最大壓應力均滿足剛度要求中點撓度f0為:式中,E=210GPa G= J=JZ F= 相對撓度:將表格計算結果代入上面方程,利用二分法和excel軟件解得:對于x273的值,都滿
6、足剛度要求。因此,去x=280,,則筋板厚70mm,蓋板厚105mm.MPaMPaJhJhMZZY3401014.1900maxlDGFkPllDlDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012iFMmmlf/15.00五、上橫梁強度、剛度的計算 將x=280代入上述計算過程得具體數值表2 梁的慣性矩計算表24033607250333 mmaSJJiiWmmFShii28504201006696133mmFhJJiWZ五、上橫梁強度、剛度的計算 4.強度剛度校核: 最大壓應力: 最大拉應力: 核算中點撓度f0: 式中,E=210GPa G= JZ=100669613
7、3mm4 F=299800mm2sZYMPaJhM3322.73889710066961331034214. 190maxsZYMPaJhHM3322.73889710066961331028557014. 190maxtDGFkPltDtDEJPlf214461483230GPaE08.803.01221012五、上橫梁強度、剛度的計算 K按以下公式進行計算: b=280mm 相對撓度: 經上計算校核,設計尺寸符合強度剛度要求。ZbJSFK30022112493445065280155190005 .23294500mmaFaFaFS5 . 6100669613328029980024934450ZbJSFK0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf0.167mm214461483230tDGFkPltDtDEJPlf六、上橫梁二維零件圖七、上橫梁三維圖仿真 正等側視圖 俯視圖 左視圖 前視圖八、有限元分析 根據上橫梁的對稱性,截取四分之幾進行有限元分析 載荷:液壓缸對橫梁有向上的推力,施加在固定液壓缸的環(huán)形面積上。立柱對上橫梁有拉力,方向向上,施加在橫梁與立柱的連接處。 邊界條件:在上表面螺栓固定出施加z方向的約束,在下板與立
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