青砖茶专用液压机上横梁有限元分析及结构优化设计

简介

为进一步降低某款现役青砖茶专用液压机的制造费用,利用有限元法对该液压机上横梁进行受力和形变分析,评估了安装孔特征对分析结果的影响程度。采用命令流形式建立了上横梁结构的数学模型,依据建模时布尔运算增加或减少体积对模型中13个尺寸参数进行分组,按照不分组和分组两种形式以子迭代方式进行尺寸优化。结果显示,优化后横梁应力处在25~100 MPa范围的区域相比优化前有所增大,而最大应力发生位置没有改变,均处于立柱筒与横梁对角筋板交接的下表面。优化后横梁形变的过渡区域更大,而最大形变发生位置没有改变,均处于油缸与上横梁安装基准面。液压机横梁应力应变的分布更加趋于合理,且分组优化过程收敛更快,目标值更优。相较于原有的设计尺寸,上横梁质量由1294 kg下降至975.8 kg,可节约24.6%材料,有效降低了设备的制造成本。