液壓缸穩定性試驗平臺
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- 長細型臥式液壓缸因其結構特點，在自身重力與軸向載荷的作用下容易發生撓曲變形與失穩，造成極大的安全隱患。本文旨在設計一個適用于長細型臥式液壓缸撓曲與穩定性試驗的試驗平臺。根據模化理論設計出大型液壓油缸按比例縮小后的模型，并將模型液壓缸視作階梯桿采用計算法與有限元分析法模擬計算模型撓度。根據計算出的結果，對試驗平臺的總體方案進行設計，并完成平臺結構設計，最終使用有限元分析軟件輔助進行強度校核，結果表明該試驗平臺強度滿足要求，結構可靠。通過文中的設計計算與強度校核，最終設計出一款適用于不同行程與缸徑，結構穩固可靠，拆裝方便的液壓缸撓曲試驗平臺。
長細型臥式液壓缸因其結構特點，在自身重力與軸向載荷的作用下容易發生撓曲變形與失穩，造成極大的安全隱患。本文旨在設計一個適用于長細型臥式液壓缸撓曲與穩定性試驗的試驗平臺。根據模化理論設計出大型液壓油缸按比例縮小后的模型，并將模型液壓缸視作階梯桿采用計算法與有限元分析法模擬計算模型撓度。根據計算出的結果，對試驗平臺的總體方案進行設計，并完成平臺結構設計，最終使用有限元分析軟件輔助進行強度校核，結果表明該試驗平臺強度滿足要求，結構可靠。通過文中的設計計算與強度校核，最終設計出一款適用于不同行程與缸徑，結構穩固可靠，拆裝方便的液壓缸撓曲試驗平臺。
關鍵詞：液壓缸；撓度；試驗平臺；穩定性
Abstract
Due to the structural characteristics of the long and slender horizontal hydraulic cylinder, it is prone to flexural deformation and instability under the effect of its own gravity and axial load, which may cause great safety hazards. This paper aims to design a test platform suitable for the flexural stability test of long and slender horizontal hydraulic cylinders. First of all, the model of large hydraulic cylinder is scaled down according to the modeling theory. The calculation method and finite element analysis method are used to simulate the deflection of the model, while simulating, the model hydraulic cylinder is regarded as the stepped rod. According to the calculated results, the overall scheme of the test platform is designed. And further, the platform structure design is completed. Finally, the finite element analysis software is used to assist the strength check. Through the design calculation and strength check in the paper, a hydraulic cylinder deflection test platform suitable for different strokes and bore diameters. The structure of the test platform is stable and reliable, and it is also convenient for assembly and disassembly.
Keywords: Hydraulic cylinder; Deflection; Test Platform; Stability
目 錄
摘 要 II
Abstract III
1 緒論 1
1.1 設計背景 1
1.1.1 液壓啟閉機 1
1.1.2 液壓缸撓曲與穩定性試驗 1
1.2 研究現狀 2
1.2.1 液壓缸撓曲與穩定性計算 2
1.2.2 液壓缸試驗平臺 3
1.3 主要研究內容 3
1.4 論文結構安排 4
2 被試液壓缸模型設計 5
2.1 被試液壓缸及模型數據 5
2.1.1 原型啟閉機液壓缸參數 5
2.1.2 模型比尺的選取 6
2.2 液壓缸模型的結構設計 8
2.2.1 模型液壓缸的缸筒與端蓋連接形式 8
2.2.2 缸筒底部厚度 9
2.2.3 缸筒頭部法蘭厚度 10
2.2.4 活塞組件 11
2.3 結構設計數據匯總 12
3 液壓缸撓度與穩定性計算 14
3.1 液壓缸的撓度計算 14
3.2 液壓缸壓桿穩定 19
3.3 液壓缸撓曲變形的有限元分析 21
4 液壓缸測試平臺總體方案設計 25
4.1 液壓缸測試平臺原理及設計目標 25
4.2 測試平臺液壓系統設計 25
4.3 液壓缸測試平臺傳感器選擇布置 26
5 液壓缸試驗平臺結構設計 28
5.1 試驗平臺結構設計 28
5.1.1 試驗平臺各部分結構 28
5.1.2 試驗平臺裝配體 29
5.1.3 液壓缸試驗平臺整體結構 31
5.2 試驗平臺的強度校核 31
5.2.1 平臺與缸尾安裝部分的強度校核 32
5.2.2 平臺與活塞桿安裝部分的強度校核 33
5.2.3 平臺其他部分的強度校核 34
6 總結與展望 35
6.1 總結 35
6.2 展望 36
參考文獻 37
致 謝 39
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