數(shù)控彎板機基本體受力分析及優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、一直以來，國內(nèi)外很多學(xué)者及研究人員致力于實現(xiàn)船體外板沖壓成形的自動化加工，卻未能實現(xiàn)。武漢理工大學(xué)船舶工藝研究所在前人研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計制造了基于“非對壓活絡(luò)方形壓頭可調(diào)活絡(luò)模具”的“船舶三維數(shù)控彎板機”。其先進的設(shè)計理念，可靠的運行裝置，優(yōu)異的性能，適合連續(xù)長時期的工作。并且能夠高質(zhì)量、高效率的加工出表面光順、幾乎沒有壓痕的三維曲面外板。
　　“船舶三維數(shù)控彎板機”核心技術(shù)是“方形壓頭可調(diào)活絡(luò)模具板材曲面成形裝置”?；倔w空心支

2、柱和可繞其內(nèi)槽傾斜擺動的活絡(luò)半球壓頭是成形裝置的關(guān)鍵組成部分。數(shù)控彎板機在研制之初，出于對安全性的考慮，對基本體尺寸的選擇較為保守。本文通過數(shù)值模擬數(shù)控彎板機基本體受力情況，旨在優(yōu)化基本體尺寸。本文所做主要工作如下：
　　1）利用有限元軟件ANSYS靜力分析“SKWB-800型船舶三維數(shù)控彎板機”單個基本體在液壓缸最大壓強作用下的受力情況。得出結(jié)論：基本體相對高度差分別為10mm、20mm、30mm、40mm時，空心支柱的最大應(yīng)力

3、及應(yīng)力分布情況基本不變；空心支柱所受的最大應(yīng)力隨著擺角的增大呈先增后降的趨勢。通過靜力分析發(fā)現(xiàn)基本體尺寸選擇過于保守，存在優(yōu)化的必要。
　　2）在保證基本體活絡(luò)半球壓頭與空心支柱的接觸面積相等的前提下對基本體空心支柱進行尺寸優(yōu)化。通過計算和數(shù)值模擬分析，空心支柱內(nèi)徑增加至44mm，活絡(luò)半球陷入支柱深度增加3mm,可使得活絡(luò)半球壓頭最大旋轉(zhuǎn)角度增加至49°，基本體空心支柱的重量減輕11％。
　　3）利用ANSYS/LS-DYN