大型液压机实际压力达标检测的一种新方法

　　液压机是飞机、汽车等制造业不可缺少的加工设备，由于其工作压力大、容易得到行程长、速度平稳、安全可靠等优点，所以在机械制造业中占有重要地位。液压机的吨位，影响着某些动作是否能完成，及工作的可靠性能和冲压件的精度。市场上已有的测力仪，能够捕捉和显示瞬间工作力，此仪器的系统要求采用高精度的传感器，只适用小吨位的压力。本文从经济性、简便性、可行性等方面，就大吨位液压机实际压力是否达标，提出了一种新的检测方法：将实际测试的结果与有限元计算的结构比较，判断其实际压力是否达标。

　　1 研究方法

　　压力机压力的测试的方法，常是用压力机标定荷载传递测试仪，或在工件表面贴应变片测试。压力机标定荷载传递测试仪精度较高，用在百吨级的压力机上，对于大吨位的压力机就无能为力，购买设备的成本也较高。利用应变片测试的方法，可以大大降低成本，且不受吨位的限制，在知道测点1和测点2(如图2所示)的应变之后，由于应力分布的不均匀，要换算出加载压力的大小，按照力学计算方法，较为困难。本文提出了一种测试大型吨位压力机的压力是否达标的新方法：建立相应的工件模型，用有限元软件UC中Nastran进行静力分析，将得到的应变与测试所得的应变对比，就可以知道压力机的压力是否达标。测试原理结构图如图l所示。

　　图1 原理结构图

　　2 压力箱有限元分析

　　2．1 模型的建立

　　该压力箱由板构成，板之间采用焊接的方式进行联接。由于测试的要求，需要增大压力箱受压时的变形量，提高测试测精度。因此，我们可以在压力箱的侧面开如图2所示1的口。压力箱有限元分析模型，一般分为实体单元和壳单元模型。实体单元模型，需要将网格划分得很细，计算量较大，时间较长，对计算机的要求也高。壳单元模型，则将是利用壳单元对压力箱进行离散处理，克服了实体单元模型的缺点。因此，为了提高分析计算精度，分析模型采用以壳单元为基本单元的有限元分析模型。

　　图2 有限元模型，加载及测点分布图

　　该压力箱长1 200 mm，宽960 mm，高750 mm，顶面3Omm，中间有2块横向、2块纵向的加强板。

　　先在UC软件里面建立好车架的面模型，然后提交到Nastran解算。网格划分时，网格尺寸为20mm×20mm。在进行板联接模拟之前，为了使联接处的拓扑结构一致，可以先将边面接触处的联接面割开。压力箱各板之间的焊接方式，可以用UG中的MPC单元模拟。材料为45，杨氏模量为2 X 10MPa，泊松比为0．3。离散后的有限元模型如图2所示。