折弯机的有限元分析及结构优化

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折弯机是一种应用范围非常广泛的压力机床,结合必要的模具可以将材料弯曲成型,也可以实现材料的冲槽、冲孔、压波纹、拉伸等工艺。本文使用有限元ANSYS Workbench软件分析对其进行静态以及动态特性的分析,拟解决折弯机在钣金加工过程中,机床主要部件强度和刚度不足问题。  本研究主要内容包括:⑴对折弯机主要部件进行三维实体建模,然后利用ANSYS对这些主要部件进行静态特性数值计算分析,得出主要部件的强度和刚度的数值计算结果,依据分析出的结果再结合结构受力的特点提出结构改进的建议。⑵对折弯机的几个关键部位进行结构改进,再对改进完的结构进行一次ANSYS Workbench的静态特性分析,比较优化前后两次的特性参数,验证优化措施是否合理有效。⑶对机身进行模态分析,求出优化前后机身的前六阶固有频率以及振型。⑷通过分析发现,机身所受应力最大处位于喉口部位,所以喉口圆角半径和喉口处的局部强度优化是机身形状尺寸优化的一个重要内容。优化能使机身受力状况得到明显改善,应力集中现象得以消除,但盲目的增加侧板厚度会引起机身的重量的加大和生产成本的提高,因此,也将侧板的厚度作为优化的重点。
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