给定预紧力下组合机架的上限载荷计算

中国机械工程 ›› 2012, Vol. 23 ›› Issue (20): 2476-2480.

给定预紧力下组合机架的上限载荷计算

金淼1;董晓传1;邹宗园1;孙建新2

1.燕山大学先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室，秦皇岛,066004
2.山东通裕集团有限公司,德州,251200

出版日期:2012-10-25 发布日期:2012-11-01
基金资助:
国家自然科学基金资助项目(50975248);国家科技重大专项(2010ZX04017-013)
National Natural Science Foundation of China（No. 50975248）;
National Science and Technology Major Project (No. 2010ZX04017-013)

Calculation of Upper Iimit Load for Assembled Frame Hydraulic Press under Given Pre-tightened Force

Jin Miao1;Dong Xiaochuan1;Zou Zongyuan1;Sun Jianxin2

1.Key Laboratory of Advanced Forging & Stamping Technology and Science,Ministry of Education,Yanshan University,Qinhuangdao,Hebei,066004
2.Shandong Tongyu Group Co., Ltd.,Dezhou,Shandong,251200

Online:2012-10-25 Published:2012-11-01
Supported by:

National Natural Science Foundation of China（No. 50975248）;
National Science and Technology Major Project (No. 2010ZX04017-013)

摘要/Abstract

摘要：

针对传统预紧组合结构机架预紧力计算模型的不足,以承载下立柱上端内侧角点处的压应力等于零为临界开缝判据,在给定预紧力下,建立综合考虑弯曲和拉压变形的液压机上限载荷的计算模型,结合平衡和变形协调条件,推导出了典型预紧组合结构液压机承受中心载荷时上限载荷的计算公式,并以某厂的120MN大型自由锻造液压机本体为原型,设计并制备了1∶15的金属模型压机,利用该模型压机对所提出的计算模型进行了实验验证。实验结果表明,该计算模型是准确可靠的，较传统理论的计算精度有大幅提高。
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关键词: 液压机, 组合结构, 整体性, 上限载荷, 预紧力

Abstract:

Aiming at the defects of traditional calculation model of the pre-tightened assembled structure,a critical criterion was proposed that the stress of inside corner at the top of upright column was equal to zero.Then a calculation model considering bending,tension and compression deformation was established under the given pre-tightened force.Combining with the force balance and deformation coordination conditions,
the formula of upper limit load was derived,when the typical pre-tightened assembled structure hydraulic press was under the center load.Taking a 120MN heavy free forging hydraulic press as the prototype,
a metal model press by the ratio of 1∶15 was made to verify the proposed model.The experimental results demonstrate that the model established herein is accurate and reliable,there is a substantial increase in the accuracy than that by the traditional one.

Key words: hydraulic press, assembled structure, integration property, upper limit load, pre-tightened force

中图分类号:

TG315.4

金淼1, 董晓传1, 邹宗园1, 孙建新2. 给定预紧力下组合机架的上限载荷计算[J]. 中国机械工程, 2012, 23(20): 2476-2480.

JIN Miao-1, DONG Xiao-Chuan-1, JU Zong-Wan-1, SUN Jian-Xin-2. Calculation of Upper Iimit Load for Assembled Frame Hydraulic Press under Given Pre-tightened Force[J]. China Mechanical Engineering, 2012, 23(20): 2476-2480.

参考文献

[1]聂绍珉[1].现代大中型锻造液压机的特点及发展趋势（上）[J].金属加工：热加工,2008(23):20-23.
[2]段志东[1],苏铁明[2].基于广义模块化设计的预应力机架有限元分析[J].锻压技术,2009,34(2):74-78.
[3]韩玉坤[1],王立新[1],李军民[1],刘宏献[2].20MN快锻液压机机架动力学分析[J].中国重型装备,2011(1):14-17.
[4]Duan Zhidong, Wu Jianjun. Topological Optimiza- tion of Frame of High Speed Hydraulic Press Based on Generalized Finite Element Modules[J]. Applied Mechanics and Materials,2010,44/47 : 1828-1832.
[5]Wang Changli,Cui Yuexian, Cui Li. Investigation of Pitting Corrosion Damage of a Hydraulic Press Trunk Piston [J]. Engineering Failure Analysis, 2003,10(2) : 251-254.
[6]Fulland M, Sander M, Kullmer G, et al. Analysis of Fatigue Crack Propagation in the Frame of a Hy- draulic Press[J]. Engineering Fracture Mechanics, 2008,75 (3/4) : 892-900.
[7]陈柏金[1],黄树槐[1],靳龙[2],高俊峰[2].16MN快锻液压机控制系统研究[J].中国机械工程,2008,19(8):990-993.
[8]吴生富[1,2],金淼[1],聂绍珉[1],宋清玉[2].液压机全预紧组合机架的整体性分析[J].锻压技术,2006,31(3):111-114.
[9]吴生富[1],金淼[1],聂绍珉[1],宋清玉[2].大型锻造液压机全预紧组合机架的整体性及影响因素分析[J].塑性工程学报,2006,13(2):110-113.
[10]段志东[1],苏铁明[2].组合机架的刚度分析和拉杆预紧力研究[J].机械科学与技术,2009,28(4):450-454.
[11]吴生富[1],聂绍珉[1],金淼[1],李树奎[1].大型组合结构整体性分析的人工神经网络模型[J].塑性工程学报,2007,14(2):77-79.
[12]何敏[1,2],孙智[3].基于接触理论的高速精密压力机预紧力研究[J].机械工程学报,2010(11):165-171.
[13]俞新陆.液压机现代设计理论[M].北京:机械工业出版社,1987.

[1]	汪飞雪1,2;姚静1;胡福泰1,2;郑永江1,2;臧新良1,2. 锻造液压机振动特性机液联合仿真[J]. 中国机械工程, 2020, 31(10): 1175-1182,1189.
[2]	于今1,2;陈华1,2;刘骏豪1,2. 液压机械无级变速器的变论域模糊PID速比跟踪控制[J]. 中国机械工程, 2019, 30(10): 1226-1232.
[3]	于辉, 邹海贝, 李伟, 翟建伟, 刘利刚, . [表面强化及损伤机理]基于结构整体性评估程序和失效评定图方法的含裂纹缺陷钢轨安全性评定[J]. 中国机械工程, 2019, 30(03): 271-278.
[4]	罗琬先;陈柏金;颜笑鹏. 电机-飞轮-油泵液压动力单元实验研究[J]. 中国机械工程, 2018, 29(11): 1336-1341.
[5]	刘志峰, 李磊, 黄海鸿, 高梦迪, 李新宇. 液压机驱动系统分区控制节能方法[J]. 中国机械工程, 2016, 27(14): 1942-1948.
[6]	姚静, 曹晓明, 李彬, 孔祥东, 周芳. 快锻系统压力位移复合控制节能研究[J]. 中国机械工程, 2016, 27(02): 265-272.
[7]	姚静, 李彬, 宋豫, 孔祥东, 张哲. 基于变频调节的快锻液压系统节能与控制研究[J]. 中国机械工程, 2015, 26(6): 749-755.
[8]	雷贤卿, 蔡振华, 张明柱, 马文锁. 液压机械无级变速器机械变速机构的传动误差分析[J]. 中国机械工程, 2015, 26(23): 3253-3259.
[9]	孔祥东, 骆洪亮, 权凌霄, 卢江辉, 张琦玮. 0.6MN自由锻造液压机力闭环控制系统性能分析[J]. 中国机械工程, 2015, 26(22): 3087-3096.
[10]	翟富刚, 李雪冰, 姚, 静, 周芳, 孔祥东, . 快锻液压机泵阀复合控制系统节能性研究[J]. 中国机械工程, 2015, 26(16): 2154-2159,2178.
[11]	董晓传;金淼. 预紧组合结构液压机临界预紧力的研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(9): 1158-1163.
[12]	刘忠伟;邓英剑. 巨型模锻液压机同步控制系统建模及仿真[J]. 中国机械工程, 2014, 25(13): 1800-1806.
[13]	曹付义;周志立;徐立友. 履带车辆液压机械差速转向机构转向性能研究[J]. 中国机械工程, 2014, 25(13): 1823-1827.
[14]	郭宝峰;于琳琳;金;淼;董晓传. 预应力组合下横梁临界预紧力影响因素研究[J]. 中国机械工程, 2013, 24(19): 2567-2572.
[15]	徐立友1, 周志立1, 彭巧励1, 王彬彬2. 多段式液压机械无级变速器方案设计与特性分析[J]. 中国机械工程, 2012, 23(21): 2641-2645.