基于ANSYSWorkbench的蒸壓磚機(jī)下橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

蔣淮同，李 明，李 亮，陸寶春

(1.江蘇騰宇機(jī)械制造有限公司，江蘇宿遷 223812)(2.南京理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，江蘇南京 210094)

大型粉煤灰蒸壓磚機(jī)是一種將砂子、粉煤灰、礦渣、水泥等原料壓制成型的多功能壓力機(jī)械，它可以通過(guò)更換不同模具生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)磚、空心磚、盲孔磚等各種建筑和生活用磚，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢渣的綜合利用，廣泛應(yīng)用于新型建材行業(yè)。

蒸壓磚機(jī)主機(jī)由上下橫梁、立柱、上下活動(dòng)梁等組成，上下壓頭對(duì)模框中的粉料進(jìn)行雙向加壓成型。其中蒸壓磚機(jī)下橫梁(下稱“下橫梁”)作為重要部件，不僅承受整機(jī)的質(zhì)量，其內(nèi)腔還作為下油缸，受力情況復(fù)雜。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)采用材料力學(xué)與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，為了保證可靠性，設(shè)計(jì)人員不得不加大安全系數(shù)，這就必然導(dǎo)致下橫梁笨重且增加成本［1］;再者，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法不能全面反映下橫梁的應(yīng)力狀態(tài)，比如局部的應(yīng)力集中，而這恰恰是導(dǎo)致下橫梁易被破壞的重要原因［2］。現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)方法通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，準(zhǔn)確地計(jì)算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強(qiáng)度和剛度分析的有力工具。

ANSYSWorkbench是一款大型通用有限元分析軟件，它可以直接建立與CAD系統(tǒng)的雙向參數(shù)互動(dòng)關(guān)系，避免了APDL建模的繁瑣操作，擁有豐富的材料庫(kù)、單元庫(kù)及求解器，在合理的邊界條件下可以獲得問(wèn)題的精確解［3］。本文采用 ANSYS Workbench對(duì)下橫梁進(jìn)行有限元分析，得到下橫梁的應(yīng)力、變形圖，根據(jù)分析結(jié)果對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。

1 下橫梁結(jié)構(gòu)有限元分析

1.1 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化

蒸壓磚機(jī)下橫梁采用鑄鋼ZG270－500鑄造成型，在進(jìn)行有限元分析前，需要對(duì)模型進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化，忽略吊耳、鑄造圓角、螺紋孔等結(jié)構(gòu)［4］，簡(jiǎn)化后的下橫梁模型如圖1所示。……