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形板的接觸區域由普通平面與B樣條曲面構成，C形板一側接觸區域為普通平面，預緊梁一側接觸區域為B樣條曲面，B樣條曲面由預緊梁一側接觸區域截面均勻分布的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，并求出最優解X*后而獲得。與現有技術相比，本發明減小了預緊梁與C形板接觸區域的局部高應力，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]本發明涉及一種組合結構高應力區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，此種接觸狀態在機構承載之后，由于接觸面間的變形不協調，易于導致接觸面處的應力分布不均勻，存在特高應力區，甚至導致接觸面發生局部塑性變形，造成預緊梁或C形板損壞，進而影響液壓機的使用壽命。
【發明內容】
[0003]針對上述存在問題，本發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形板接觸區域局部高應力的接觸面結構。
[0004]實現本發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形板的接觸區域由普通平面與B樣條曲面構成。
[0005]本發明所述C形板一側接觸區域為普通平面，所述預緊梁一側接觸區域為B樣條曲面。
[0006]本發明所述B樣條曲面由預緊梁一側接觸區域截面均勻分布的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，并求出最優解X*后而獲得。
[0008]本發明主要是將原有C形板與預緊梁的接觸區域的形面由平面接觸改為平面與B樣條曲面接觸，即C形板一側接觸區域為普通平面，預緊梁一側的接觸區域為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]本發明與現有技術相比具有如下優點:
[0010]1、改善了接觸區的受力狀態，大幅降低了接觸區域的等效應力極值，避免了特高應力區的存在，使預緊梁和C形板之間接觸區域的應力分布更趨于均勻。
[0011]2、避免接觸區域因發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。【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是板框式液壓機機架結構簡圖；
[0013]圖2是現有技術預緊梁與C形板接觸面結構示意簡圖；
[0014]圖3是現有技術預緊梁與C形板承載后接觸區域應力分布圖；
[0015]圖4是本發明預緊梁與C形板承載后接觸面結構示意圖；
[0016]圖5是本發明C形板與預緊梁承載后接觸區域應力分布圖。
[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-現有技術預緊梁與C形板接觸區域節點應力分布趨勢曲線，7-現有技術預緊梁與C形板承載后接觸區域平均應力分布曲線，8-本發明預緊梁與C形板承載后接觸區域節點應力分布趨勢曲線，9-本發明預緊梁與C形板承載后接觸區域平均應力分布曲線。
【具體實施方式】
[0018]如圖4所示，本發明C形板2與預緊梁I的接觸區域的接觸結構由平面與B樣條曲面構成，即C形板一側接觸區域為普通平面，預緊梁一側的接觸區域為由該接觸區域截面均勻分布的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劃法優化算法得到，采用預緊梁I與C形板2接觸區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形板一側接觸區域為普通平面，所述預緊梁一側接觸區域為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 優先權日:2013年8月12日
【發明者】金淼, 魏慶媛, 趙石巖, 樊艷巧 申請人:燕山大學