2014 No.1
重型机械
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三梁四柱型液压机有限元模态分析及结构改进
王钦明，余心宏，马凌微
（西北工业大学材料学院，陕西西安710072）
摘要：针对6300kN三巢四柱型液压机的结构特点，应用ANSYS软件建立了液压机机架三维有限元模型，完成了整体机架模态分析，得到前十阶固有频率和相应振型。结果表明，机架质量、刚度分布较均衡合理，机架的最低固有频率为17.537Hz。根据模态分析结果，对机架进行改进以增加液压机结构的局部刚度，机架的一阶和二阶固有频率分别提高了14.65%和13.77%。为液压机结构动态设计及优化提供了有益参考。
关键调：三梁四柱型液压机；模态分析；有限元；局部刚度
中图分类号：TG315.3
文献标识码：A
文章编号：1001196X(2014)01007506
FEMmodal analysis of three-beamfour-columnhydraulicpress
and its structureimprovement
WANG Qin-ming, YU Xin-hong, MA Ling-wei
(School of Materials Science and Engineering, Northwesterm Polytechnical
University, Xi'an 710072, China)
Abstract : A three-dimensional model of the hydruulic press frame was built with software ANSYS according to the structural characteristics of 6 300 kN three-beam four-column hydraulic press. The modal analysis of the whole frame was finished. The first ten orders'natural frequencies and the corresponding vibration modes were achieved, The results show that the distribution of the integral rigidity and frame mass is reasonable, and the minimum natural frequency of the frame is 17. 537 Hz. Based on the modal analysis results, the frame structure was improved to enhance the partial rigidity of the hydraulic press. The finst-order and the second-order natural frequencies are increased by 14. 65% and 13. 77% respectively. It provided a reference for the dynamic struc-tural design and optimization of hydraulic press.
Key words: hydraulic press; modal analysis; FEM; partial rigidity
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前言
在机械工业中，锻压设备占有极其重要的地位，其发展水平及拥有量不仅对锻压生产起着关键作用，而且在一定程度上还标志着一个国家机械制造工业的技术水平。6300kN三梁四柱型液压机为一般用途液压机，主要用于金属薄板零件
收稿日期：20130714；修订日期：20130806
作者简介：王钦明（1990－），男，西北工业大学国防工业难变
形材料锻造技术研究应用中心，硕士研究生，主要方向为塑形加工新技术和新工艺。
的拉伸成型、翻遍、弯曲和冲压等工艺等，应用广泛。实际生产过程中，液压机常伴有较强的振动，严重影响到液压机和模具的使用寿命及加工质量。在保证液压机有足够的静强度和刚度的同时，还必须考患工作时机架的振动情况，因此在液压机设计过程中要对结构进行动力学分析。
模态分析技术是现代机械产品结构动态设计、分析的基础，是近年来迅速发展起来的，分析结构动态性能的强有力工具[2]。本文基于AN-SYS平台对6300kN三梁四柱型液压机进行强度校核和模态分析，获得机架前十阶固有频率和振