发布时间 : 星期五 文章J75G-200闭式高速压力机结构有限元分析及改进设计更新完毕开始阅读3f2f14793069a45177232f60ddccda38376be193
任务书 5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划 起止日期 第1-2周： 第3-4周： 第5-7周： 第8-10周： 第11－12周： 第13-15周： 工 作 内 容 收集阅读与课题有关的中英文资料15篇； 翻译英文资料 ； 毕业实习，并完成实习报告； 调查研究、分析课题，提交开题报告； 有限元软件（ANSYS）操作练习； 对压力机机身进行有限元建模研究； 结构分析，有限元计算，数据处理； 给出优化方案及分析结果 。 撰写毕业论文 。 对所做工作进行总结、分析、做PPT,准备毕业答辩 。 所在专业审核意见： 负责人： 年 月 日 学院意见： 院长： 年 月 日
开题报告 1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 1.1国内外高速压力机发展状况 机械行业是国民产业中极其重要的基础行业[1]。随着我国国民经济的快速发展，各行各业对压力机需求也越来越多，国内国际市场竞争非常激烈。随着现代科学技术的快速发展，机械行业正从以机器为特征的传统技术时代向着高速化、高精化和柔性化的信息时代发展，即利用当代高科技信息来装备传统的机械行业[2]。我们运用有限元分析技术对高速压力机进行结构分析并给出优化方案。本课题的研究主要是为了为提高压力机产品的性能，质量和寿命，降低产品成本提供科学计算分析的依据，增强其产品在市场的竞争力。本课题中的J75G-200闭式高速压力机采用两种有限元分析软件Ansys Workbench 10.0和Abaqus对其刚度和强度分别进行模拟分析,得出机身的应力和变形的分布,为结构的合理设计提供了可靠的理论依据[3]。 高速压力机的发展将近有100年的历史。1900 年德国的舒勒(SCHULER)压力机公司发明生产出世界第一台自动化压力机[4]。美国亨利特公司在 1910 年首创四柱底传动结构的高速压力机，当时称为 dieing machine[5]。在 1955 年以前该机为高速压力机的代表机型。以后随着电机和电器工业的发展，各国纷纷研制高速压力机。1953 年德国舒勒公司生产出 1250kN 闭式双点压力机，行程 20mm，行程次数达到 150rpm[6]。后来美国明斯特（MINSTER）公司推出的 Pulsar 系列超高速压力机以及日本会田公司引进瑞士布鲁德勒公司技术生产AIDA-BRUDERER系列 BSTA 型高速压力机和 PDAL 系列高速压力机也均采用了上传动方式，不但提高了动态精度，也在一定程度上减少了噪声[7][8]。随着科学的发展，技术的革新，压力机的品种越来越多，质量越来越好，压力越来越大，精度也越来越高。目前世界上能够生产出一流压力机的主要国家都是传统的制造强国，其中以日本、美国和德国为主。现在和日本、德国并称为世界三大高速压力机生产基地[6][9]。世界上已经能够设计生产出最大压下能力为60000KN 的单动压力机、最大压下能力为 32000KN 的双刀压力机以及最大压下能力为85000KN 的多工位压力机[10]。 国内高速压力机是上世纪 80 年代开始从国外引进技术而发展起来的。目前，生产
高速压力机的主要厂家有上海第二锻压机床厂、厦门锻压机床有限公司、诸城锻压机床股份有限公司、宁波机床厂和江苏扬力集团等。我国第一台高速压力机是在 1982 年由济南铸锻机械研究所和北京低压电器厂共同研制的。该压力机公称力为 600KN，最高的速度可达到 400 次/min。随后又成功研制了公称力 300KN，最高速度 600 次/min 的高速精密压力机。跨入 21 世纪后，国内企业中徐州锻压机床厂的高速冲床生产开始形成规模，先后研制成功了 JF75G 系列闭式高速压力机和 V H45 开式高速精密冲床，其冲压速度分别达到 600 次/min 和 1200 次/min[11]。目前，由于国内材料技术和机械加工技术与国外先进技术存在差距，国内高速压力机的发展也受到了相应的制约。其中差距主要表现在高速压力机的可靠性和加工精度上，在高精度的加工领域内缺乏竞争力；国内的自动控制与补偿技术还未较好的应用于高速压力机中，使国内产品精度相对先进技术较低；由于国内高速压力机产品主要通过引进技术生产和自我研发较少，故而国内压力机品种和规格较为单一[12][13][14]。 1.2有限元的发展与现状 有限元的的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假象的离散为有限数目的规则单元组合体。实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程进度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。有限元的创立与科学的发展和工业界需求相关。1953 年，Ray W.Clough 在波音公司分析三角形机翼振动时，将机翼分成很多片小三角形板，计算的机翼结构挠度与小比例模型试验数据吻合是有限元的雏形。1955 年，John H. Argyris 提出矩形单元。1956 年，第一篇有限元文章发表，正式拉开了有限元发展的历史[15]。自从 1965 年“有限元”这个名词第一次出现，到今天有限元方法在工程上得到广泛应用，已经经历了四十年的发展历史，理论和算法都已经日趋完善。近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器、国防军工、船舶、铁道、石化、能源、科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。主要表现如下几方面：增加产品和工程的可靠性；在产品的设计阶段发现潜在的问题；经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本；缩短产品投向市场的时间；模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费[16][17][18]。 随着电子计算机速度、容量的提高,商品化有限元程序越来越广泛地被人们所接受,人们不必再在编写程序上花费大量的精力。不仅如此,商品化有限元程序的发展,还使用户能够摆脱手工网格划分、逐点输入结点坐标和单元联接信息,而且通过屏幕菜单方式,得到了良好的人机对话环境和在计算结果分析上鲜明的视觉效果。目前的商品化有限元
程序一般分为3个部分,即前处理部分、处理部分和后处理部分。它们通过互交式计算机图形集中到CAD /CAM系统[19]。 有限元方法的一些发展趋势[20]：（1）与 CAD 软件的无缝集成 （2）更强大的网格处理能力 （3）由求解线性问题发展到求解非线性问题 （4）由单一结构场求解发展到耦合场问题求解 （5）程序面向用户具有开放性 1.3 ANSYS软件简介 ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件。由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等，是现代产品设计中的高级CAD工具之一。软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型。分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力。后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如PC，SGI，HP，SUN，DEC，IBM，CRAY等。 参考文献 [20] 朱森第.我国装备制造业的发展和提升[R].开发研究，2009(1)：6-11 [21] 肖燕.信息化为现代制造业驱动未来[J].世界制造技术与装备市场，2011(2)：99-104 [22] 张益锋，夏亮，詹俊勇.J75G-200型闭式高速精密压力机机身分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2011，11(1) [23] 张进.多连杆机械式压力机动力学分析研究[D].合肥：合肥工业大学，2012 [24] 刘运玺.HD-200高速压力机工作机构的动力学仿真及其机身结构优化[D].山东：山东大学，2013 [25] 张益锋，夏亮，詹俊勇.J75G-200型闭式高速精密压力机机身分析[J].安徽水利水电职业技术学院学报，2011，11(1) [26] 陈正中.高速精密压力机特点及其发展趋势[J].锻压机械，1998，32(5)：8-9 [27] 张宝玮.中国锻压技术及装备的现状与发展[J].机械工人（热加工），2003，53(4)：41-43 [28] 蒋舒.高速精密压力机精度分析与试验研究.[D].江苏：东南大学，2010