钢板热处理前标识设备支撑横梁的强度分析及优化设计.docxVIP

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2024-11-05 发布于山东
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钢板热处理前标识设备支撑横梁的强度分析及优化设计.docx

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机械设计与制造第4期

94MachineryDesignManufacture2016年4月

钢板热处理前标识设备支撑横梁的强度分析及优化设计

傅旻，林立峰

(天津科技大学机械工程学院，天津300222)

摘要：支撑横梁作为钢板热处理前标识设备的主要支撑部件，其强度、刚度和稳定性直接影响着标示效果。运用ProlENGINEER软件设计并建立了横梁结构的三维模型，根据支撑横梁的实际受力情况，设置相应的载荷和边界条件，建立起横梁基于ANSYSWorkbench的有限元模型，对横梁进行了两种极限工况下的静强度分析和模态分析，计算出其最大变形、最大应力和前8阶模态频率，经校核横梁可以较好地满足强度要求。为了使横梁达到轻量化的目标，应用多目标优化及响应曲面相结合的方法，以质量轻和1阶固频高为优化目标，以强度、刚度要求为约束条件，完成了横梁结构的优化设计，结果表明：优化后的横梁结构依旧满足强度、刚度及稳定性要求，总质量降低了36.97%。

关键词：横梁；静强度；工况；模态分析；优化设计

中图分类号：TH16;TH122文献标识码：A文章编号：1001-3997(2016)04-0094-04

IntensityAnalysisandOptimizationDesignofSupportingBeamofSteelPlateMarkingMachinethatbeforeHeatTreatment

FUMin,LINLi-feng

(CollegeofMechanicalEngineering,TianjinUniversityofScienceandTechnology,Tianjin300222,China)

Abstract:Thesupportingbeam,asthemoinsupportingpartsofsteelplatemarkingmachinebeforeheatteatment,its

intensity,stiffness,andstabilitydirectlyqfectthemarkingefect.The3DmodelofthebeamwasbuiltbyPro/ENGINEERTheloadsandboundaryconditionsweresetaccordingtotheactualloadconditionofbeamandthefiniteelementmodelwas

builtbasedonANSYSWorkbench.Thenthetwokindsoflimitingworkingconditionofthestaticstrengthandmodalanalysis

ofthebeamwveredone,workingoutthemaximumdeformation,stressandthefirst8modefrequency.Afterchecking,itcouldsatisfytherequirementofintensitywell.Forthepurposeoflightweight,theoptimizationdesignofbeamwasdonebymultiobjectiveoptimizationandsufaceresponsemethod,whichaimedatthelowerweightandhigherfirstnaturalfrequency,andundertheconditionsofintensityandstifiessrequire.Theresultshowsthatthebeamgfieroptimizingsillsatisfytherequirementofintensity,rigidityandstability,totalmass