一種板框式液壓機機架預緊梁與c形板接觸面結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于預緊梁與C形板的接觸區(qū)域由普通平面與B樣條曲面構成，C形板一側接觸區(qū)域為普通平面，預緊梁一側接觸區(qū)域為B樣條曲面，B樣條曲面由預緊梁一側接觸區(qū)域截面均勻分布的a、b、c、d四個坐標點連成的曲線掃掠而成，所述四個坐標點的位置參數系采用應力集中系數作為目標函數，選擇四個坐標點的x向坐標作為設計變量，優(yōu)化的數學模型為：求X＝(x1,x2,x3,x4)T，使min?f(X)＝ασ，其中，0≤xj，1≤j≤4，并求出最優(yōu)解X*后而獲得。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明減小了預緊梁與C形板接觸區(qū)域的局部高應力，其最大等效應力由210MPa降低到53MPa，改善了應力分布狀況，提高了液壓機使用壽命。
【專利說明】一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種組合結構高應力區(qū)使應力均勻化的結構，特別是涉及一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構。
【背景技術】
[0002]組合板框式機架是大型液壓機本體的主要結構形式之一，如圖1所示，板框式液壓機機架由預緊梁1、C形板2、上十字鍵3、下十字鍵5和大拉桿4等關鍵部件組成，預緊梁、C形板和十字鍵通過 大拉桿預緊成一個整體，是整個機架中最關鍵的承載結構，工作時除承受著較大的預緊力外，同時還承受著工作載荷的作用，其強度和剛度對于整機的安全和產品的質量有著重要作用。如圖2所示，目前的板框式液壓機機架的預緊梁I與C形板2之間都是平面與平面之間的接觸，此種接觸狀態(tài)在機構承載之后，由于接觸面間的變形不協(xié)調，易于導致接觸面處的應力分布不均勻，存在特高應力區(qū)，甚至導致接觸面發(fā)生局部塑性變形，造成預緊梁或C形板損壞，進而影響液壓機的使用壽命。

【發(fā)明內容】

[0003]針對上述存在問題，本發(fā)明的目的在于提供一種減小板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸區(qū)域局部高應力的接觸面結構。
[0004]實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術解決方案為:一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于:預緊梁與C形板的接觸區(qū)域由普通平面與B樣條曲面構成。
[0005]本發(fā)明所述C形板一側接觸區(qū)域為普通平面，所述預緊梁一側接觸區(qū)域為B樣條曲面。
[0006]本發(fā)明所述B樣條曲面由預緊梁一側接觸區(qū)域截面均勻分布的a、b、C、d四個坐標點連成的曲線掃掠而成。
[0007]本發(fā)明所述四個坐標點的位置參數系采用應力集中系數作為目標函數，選擇所述四個坐標點的X向坐標作為設計變量,設計變量有4個,優(yōu)化的數學模型為:求X = (X1, X2,x3，x4)T，使min f(X) = a。，其中，0≤Xj，l≤j≤4，并求出最優(yōu)解X*后而獲得。
[0008]本發(fā)明主要是將原有C形板與預緊梁的接觸區(qū)域的形面由平面接觸改為平面與B樣條曲面接觸，即C形板一側接觸區(qū)域為普通平面，預緊梁一側的接觸區(qū)域為B樣條曲線掃掠成的曲面。當預緊梁與C形板之間的接觸壓力增大后，預緊梁一側的B樣條形面發(fā)生彈性變形或較小的塑性變形，未與C形板平面接觸的部分逐漸向與之接觸的平面貼近，理想情況下則是曲面通過變形之后接近為平面。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0010]1、改善了接觸區(qū)的受力狀態(tài)，大幅降低了接觸區(qū)域的等效應力極值，避免了特高應力區(qū)的存在，使預緊梁和C形板之間接觸區(qū)域的應力分布更趨于均勻。
[0011]2、避免接觸區(qū)域因發(fā)生局部的塑性變形導致預緊梁與C形板的結構損壞，進一步提高了板框式組合機架的可靠性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0012]圖1是板框式液壓機機架結構簡圖；
[0013]圖2是現(xiàn)有技術預緊梁與C形板接觸面結構示意簡圖；
[0014]圖3是現(xiàn)有技術預緊梁與C形板承載后接觸區(qū)域應力分布圖；
[0015]圖4是本發(fā)明預緊梁與C形板承載后接觸面結構示意圖；
[0016]圖5是本發(fā)明C形板與預緊梁承載后接觸區(qū)域應力分布圖。
[0017]圖中:1-預緊梁，2-C形板，3-上十字鍵，4-大拉桿，5-下十字鍵，6-現(xiàn)有技術預緊梁與C形板接觸區(qū)域節(jié)點應力分布趨勢曲線，7-現(xiàn)有技術預緊梁與C形板承載后接觸區(qū)域平均應力分布曲線，8-本發(fā)明預緊梁與C形板承載后接觸區(qū)域節(jié)點應力分布趨勢曲線，9-本發(fā)明預緊梁與C形板承載后接觸區(qū)域平均應力分布曲線。
【具體實施方式】
[0018]如圖4所示，本發(fā)明C形板2與預緊梁I的接觸區(qū)域的接觸結構由平面與B樣條曲面構成，即C形板一側接觸區(qū)域為普通平面，預緊梁一側的接觸區(qū)域為由該接觸區(qū)域截面均勻分布的a、b、C、d四個坐標點連成的曲線掃掠成的B樣條曲面。
[0019]B樣條曲面接觸形面采用序列二次規(guī)劃法優(yōu)化算法得到，采用預緊梁I與C形板2接觸區(qū)域的應力集中系數作為目標函數，即:
[0020]
【權利要求】
1.一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于:預緊梁與C形板的接觸區(qū)域由普通平面與B樣條曲面構成。
2.根據權利要求1所述的一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于:所述C形板一側接觸區(qū)域為普通平面，所述預緊梁一側接觸區(qū)域為B樣條曲面。
3.根據權利要求1或2所述的一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于:所述B樣條曲面由預緊梁一側接觸區(qū)域截面均勻分布的a、b、c、d四個坐標點連成的曲線掃掠而成。
4.根據權利要求3所述的一種板框式液壓機機架預緊梁與C形板接觸面結構，其特征在于:所述四個坐標點的位置參數系采用應力集中系數作為目標函數，選擇所述四個坐標點的X向坐標作為設計變量,優(yōu)化的數學模型為:求X = (X1, x2, x3, x4)T,使min f (X)=a。，其中，O≤Xj，l≤j≤4，并求出最優(yōu)解X*后而獲得。
【文檔編號】G06F17/50GK103455666SQ201310350276
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月12日 優(yōu)先權日:2013年8月12日
【發(fā)明者】金淼, 魏慶媛, 趙石巖, 樊艷巧 申請人:燕山大學