1600KN液壓機(jī)主缸體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及分析（開(kāi)題報(bào)告）

1、課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計(jì)方案比較、選型分析等）
液壓機(jī)是制造行業(yè)的一種基礎(chǔ)設(shè)備，其應(yīng)用涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，而液壓缸是液壓機(jī)中的關(guān)鍵部件之一，因此，對(duì)液壓缸的設(shè)計(jì)也是液壓機(jī)涉及的重要組成部分。
液壓缸破壞的主要原因是疲勞破壞，疲勞破壞特別容易發(fā)生在產(chǎn)生塑性變形比較大的高應(yīng)變區(qū)【1】。影響應(yīng)力集中區(qū)域應(yīng)力大小的主要因素有：缸底厚度、法蘭高度、法蘭外徑、缸壁厚度、法蘭與缸壁之間的過(guò)渡形線、缸底與缸壁之間的過(guò)渡形線。對(duì)上述應(yīng)力集中區(qū)域進(jìn)行結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化能有效的解決應(yīng)力集中所造成的破壞【2】。
液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法是多種多樣的，例如基于彈性理論的計(jì)算設(shè)計(jì)方法，距缸底內(nèi)表面較遠(yuǎn)的地方即缸筒中段，用厚壁圓筒公式計(jì)算【3】。中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的肖世德和陶馳東運(yùn)用彈性力學(xué)理論和有限單元法進(jìn)行液壓缸應(yīng)力和穩(wěn)定性分析，探討液壓缸優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，編制了相應(yīng)的通用軟件【4】。在液壓缸的其他部分，因分別受到缸底與法蘭部分彎曲力矩的影響，不能用一般的厚壁圓筒公式來(lái)計(jì)算【5】。而有限元的設(shè)計(jì)方法則可以對(duì)液壓機(jī)中的主液壓缸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，得到詳細(xì)的應(yīng)力、應(yīng)變分布云圖及應(yīng)力集中和最大變形的位置【6】。這種方法是目前工程技術(shù)領(lǐng)域中實(shí)用性最強(qiáng)，應(yīng)用最為廣泛的數(shù)值模擬方法，它的基本思想是將問(wèn)題的求解域劃分為一系列單元，單元之間僅靠節(jié)點(diǎn)連接，單元內(nèi)部點(diǎn)的待求物理量可由單元節(jié)點(diǎn)物理量通過(guò)選定的函數(shù)關(guān)系插值求得，由于單元形狀簡(jiǎn)單，易于由平衡關(guān)系或能量關(guān)系建立節(jié)點(diǎn)量之間的方程式，然后將各個(gè)單元方程“裝配”在一起而形成總體代數(shù)方程組，加入邊界條件后即可對(duì)方程組求解【7】。