7 / 10
Способ моделирования главного цилиндра гидравлического пресса
Инженерный журнал: наука и инновации
# 3·2017 7
Аналитический расчет напряжения в штоке гидроцилиндра вы-
полнен с использованием следующей зависимости [3]:
экв
2
3
4 39,8 33, 78 73, 58 МПа,
P M P M
F W R D
где
F
— площадь штока;
W
— момент сопротивления штока;
R
,
D
—
радиус и диаметр штока;
M
— момент от эксцентриситета.
При исследовании штока на прочность методом математического
моделирования определено напряжение σ
экв
= 84,8 МПа (рис. 7).
В случае выбора стали 20 (ГОСТ 1050–88) в качестве материала
штока обеспечивается предел текучести σ
т
= 250 МПа при допуска-
емом напряжении [σ] = 125 МПа.
Заключение.
Результаты исследования деталей гидравлического
цилиндра на прочность с помощью известных аналитических мето-
дов весьма незначительно отличаются от результатов, полученных
путем моделирования с применением метода конечных элементов.
Так, для штока различие значений σ
экв
в случае моделирования [1]
и аналитического расчета [3] составляет 13 %. Аналитические зависи-
мости отражают суть физических явлений и процессов, протекающих
при нагружении гидроцилиндра. К преимуществам метода конечных
элементов перед использованием аналитических зависимостей отно-
сится возможность более глубокой оценки процессов, происходящих
при подаче рабочего давления в гидроцилиндр пресса. При такой
оценке учитывается не только характер распределения напряжений, но
и вызываемые перемещения деталей цилиндра, находящегося под
нагрузкой. В свою очередь, величины вызываемых деформаций могут
быть полезными для расчета полей допусков деталей гидроцилиндра
при его изготовлении.
ЛИТЕРАТУРА
[1]
Басов К.А.
ANSYS для конструкторов
. Москва, ДМК Пресс, 2009, 238 с.
[2]
Тремблей Т.
Autodesk Inventor 2013 и Inventor LT™ 2013. Основы. Официаль-
ный учебный курс
. Москва, ДМК Пресс, 2013, 244 с.
[3]
Марутов В.А., Павловский С.А.
Гидроцилиндры. Конструкция и расчет
.
Москва, Машиностроение, 1966, 170 с.
[4]
Бочаров Ю.А.
Кузнечно-штамповочное оборудование
. Москва, Издатель-
ский центр «Академия», 2008, 480 с.
[5]
Живов Л.И., Овчинников А.Г., Складчиков Е.Н.
Кузнечно-штамповочное
оборудование.
Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006, 560 с.
[6]
Коркин Н.П.
Исследование условий эксплуатации и разработка системы
управления прочностными и технологическими параметрами гидравличе-
ских прессов.
Дис. … канд. техн. наук. Москва, 2009, 120 с.
[7]
Марков Д.Г.
Разработка, исследование и обоснование технических реше-
ний для увеличения силы гидравлического пресса с 200 до 350 МН
. Дис. …
канд. техн. наук. Москва, 2009, 79 с.