基于ANSYS的移动梁优化设计

吴铁奎

（中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁 沈阳 110144）

基于ANSYS的移动梁优化设计

吴铁奎

（中国有色（沈阳）泵业有限公司，辽宁 沈阳 110144）

轮轴压装机是一种广泛应用于大尺寸轮、轴过渡或过盈装配的重要设备。其变形情况对整机的使用寿命及工作状态有直接影响，本文基于ANSYS软件平台，完成了对移动梁的有限元分析，并根据计算结果，结合实践经验，对移动梁进行了优化设计。

轮轴压装机；ANSYS软件；优化设计

轮轴压装机是大型轮、轴装配过程中的一种常见装配设备，其通过电控与液压相结合的方式，实现了轮、轴的过盈装配，为轮轴的装配提供了极大的方便。轮轴压装机主要包括：移动梁和固定梁。移动梁在使用中，起着主要的承载作用，且传统的移动梁大多采用铸件材料。而在新型的焊接式移动梁强度计算过程中，一般是将移动梁简化为简支梁进行分析，两圆孔相当于于两个支点，中间端面处相当于简支梁的集中力作用点。该方法分析的精确度不高，设计者为保证安全，通常加大板材厚度，极大增加了制造成本。本文利用有限元分析技术，对移动梁进行尺寸优化，保证移动梁的可靠性。

1.移动梁有限元分析

1.1分析过程

移动梁结构如图1所示。根据设计需求，分别计算了初始结构（A结构）在300t力作用下、400t力作用下以及新结构（B结构）在400t力作用下、700t力作用下的变形情况，具体分析过程如下：

（1）对A结构进行300t力的有限元分析；

（2）按A结构进行400t力的有限元分析；

（3）为了降低变形量，采用B结构进行400t力的分析。

1.2有限元模型的建立

移动梁材料为Q295，材料机械性能为σb=500MPa，σs=270MPa，σ-1=269.7MPa。

根据移动梁的受力工况，在两圆孔处及后侧筋板处进行简化，采用solid45单元进行网格划分，整体网格尺寸为30mm，在上、下两圆孔处及底座处施加全约束，在中间大圆环端面处施加法向压力。

1.3分析结果

移动梁分析结果见表1。有限元模型、受力后应力分布如图2所示。

结论

本项目运用SolidWorks建立移动梁整体模型，对细小部分进行了必要地简化，并于ANSYS中分析了该模型，得出其应力及变形结果，提高了分析的精确度，为结构设计提供了尺寸参考。通过分析对比移动梁的计算结果，可以看出：在400吨力作用下，B结构的变形小于A结构，安全系数大于A结构，即B结构较优。

［1］成大先.机械设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［2］李大磊，赵玉奇，张志林. SolidWorks高级功能与工程应用［M］.北京：北京邮电大学出版社，2008.

［3］马野，袁志丹，曹金凤. ADINA有限元经典实例分析［D］.北京：机械工业出版社，2012.

TU223

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