液压缸临界载荷计算和最优设计

中国机械工程 ›› 2011, Vol. 22 ›› Issue (4): 389-393.

液压缸临界载荷计算和最优设计

林荣川1;郭隐彪2;魏莎莎1;林辉3

1.集美大学,厦门,361012

2.厦门大学,厦门,361002

3.厦门厦工机械股份有限公司,厦门,361012

出版日期:2011-02-25 发布日期:2011-03-15
基金资助:
国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AA042501)；福建省自然科学基金资助项目(2009J01259)；福建省教育厅资助项目(JB08182)
National High-tech R&D Program of China (863 Program) （No. 2008AA042501）;

Fujian Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2009J01259）;
Fujian Provincial Program of Ministry of Education of China（No. JB08182）

Critical Load and Optimum Design for Hydraulic Cylinders

Lin Rongchuan1;Guo Yinbiao2;Wei Shasha1;Lin Hui3

1.Jimei University,Xiamen,Fujian,361012

2.Xiamen University,Xiamen,Fujian,361002

3.Xiamen XGMA Machinery Co. Ltd.,Xiamen,Fujian,361012

Online:2011-02-25 Published:2011-03-15
Supported by:

National High-tech R&D Program of China (863 Program) （No. 2008AA042501）;

Fujian Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2009J01259）;
Fujian Provincial Program of Ministry of Education of China（No. JB08182）

摘要/Abstract

摘要：

针对液压缸活塞杆与缸体由于受轴力和横向力的共同作用而产生弯曲变形导致液压缸整体失稳的问题,分别对活塞杆和缸体建立挠曲性微分方程,确定活塞杆与缸体间隙处最大挠度,再建立关于挠度的非线性方程组,获得计算液压缸临界载荷的超越方程。结合参数化有限元优化设计技术,获取体积约束条件下液压缸的合理尺寸,通过与Ritz法计算结果比对和实验验证可知,该算法能够较好地优化液压缸结构参数,满足工程实际应用需要。

关键词:

液压缸, 挠曲微分方程, 临界载荷, 优化设计

Abstract:

The gap between piston rod and cylinder is an important factor which affects the stability of a hydraulic cylinder.With the effects of gap, bending was caused in piston rod and cylinder under axial and lateral forces. Based on buckling differential equations for hydraulic

cylinder, a deflection nonlinear equation for piston rod and cylinder was proposed for calculating the critical load.Under the condition of known volume constraints and critical

load,the parametric finite element method was used to establish and analyze the mechanical model of hydraulic cylinder.A nonlinear quadratic programming method was applied

for the optimum design of the structures. Compared with the size which calculated by

Ritz and verified by stability test, the results show the method is applicable for calculation of stability for hydraulic cylinders.

Key words: hydraulic cylinder, buckling differential equation, critical load, optimum design

中图分类号:

TH137.51

林荣川, 郭隐彪, 魏莎莎, 林辉.

液压缸临界载荷计算和最优设计

[J]. 中国机械工程, 2011, 22(4): 389-393.

LIN Rong-Chuan, GUO Yin-Biao, WEI Sha-Sha, LIN Hui.

Critical Load and Optimum Design for Hydraulic Cylinders

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