液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統的製作方法

2023-06-15 09:30:31 2

本發明涉及有限元分析的應用技術領域，特別是涉及液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統。

背景技術：

液壓機是利用液壓傳動技術進行壓力加工的設備，是製品成型生產中應用最廣的設備之一。與其他壓力機相比，它具有壓力和速度可在大範圍內無級調整，可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結構布置靈活，各執行機構可很方便地達到所希望的動作配合等優點。

因此，液壓機在我國國民經濟的各行各業，尤其是塑性加工領域得到了日益廣泛的應用。

影響液壓機質量的因素很多，其中液壓機的設計水平是非常關鍵的一個因素。液壓機設計的重點是機架設計，這是由機架的受力和結構特點而決定的。液壓機本體是液壓機的重要組成部分，其重量約佔整機重量的60%以上，液壓機本體的設計水平，對液壓機的製造成本、技術性能和使用壽命有著決定性的影響。液壓機設計理論和方法的發展主要經歷了經驗設計、數值計算、優化設計幾個階段。

直接影響液壓機的液壓機缸體與機身框架結構使用壽命和使用效果的這些因素，一般是在設計階段使用有限元分析進行預估計算以及模擬，從而起到優化設計的作用。但是雖然設計階段優化了，在液壓機的使用過程中，仍然會出現預想不到的衝擊磨損、損傷以及其他情況。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種在液壓機運行過程中仍然能夠檢測液壓機磨損以及膨脹損傷衰減的有限元分析應用系統。

本發明所採用的技術方案是：液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統，包括設於機身框架結構上的plc控制面板，其中plc控制面板內嵌有有限元分析模塊，所述有限元分析模塊內設有液壓機缸體與機身框架結構的完整數學模型以及這兩者之間的各個關節的約束關係；並且液壓機缸體與機身框架結構各個連接關節位置處分別設有一個紅外位移傳感器、壓力傳感器和計時器，從而形成一個探測模塊；其中每一個計時器連接在其對應的壓力傳感器上，每一個紅外位移傳感器和壓力傳感器直接連接在plc控制面板；plc控制面板，包括若干計算模塊、一個顯示器和cpu處理器，每一個計算模塊對應一個探測模塊，從而實現對液壓機缸體與機身框架結構的每一個連接關節的實時監控。

進一步地，有限元分析模塊通過plc控制面板的cpu處理器獲取各個探測模塊上的位移數據、壓力數據和受壓時間，然後通過預先設置在有限元分析模塊的計算程序進行計算。

進一步地，液壓機缸體與機身框架結構的連接關節至少包括設於液壓缸缸體的上、下、左、右、底部分別一個關節點。

進一步地，有限元分析模塊通過plc控制面板的顯示器顯示液壓機缸體、機身框架結構的數學模型、約束關係以及受力情況，同時記錄瞬間受力較大的衝擊完成瞬間數模形狀。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明的液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統，通過內嵌在液壓機的機身框架上的plc控制面板上的有限元分析系統，配合設置在液壓機與機身框架上的各個探測模塊，實現了對液壓機缸體和機身框架結構的完全約束監控，提高了液壓機缸體與機身框架結構的實時監控能力，便於工作人員即時對受損部位進行處理，或者提前預防，具有較好的預警性能。

附圖說明

圖1為液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統的原理框圖；

其中：1-機身框架結構，2-plc控制面板，21-計算模塊，22-顯示器，23-cpu處理器；3-有限元分析模塊，4-液壓機缸體，5-紅外位移傳感器，6-壓力傳感器，7-計時器。

具體實施方式

為了加深對本發明的理解，下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，該實施例僅用於解釋本發明，並不對本發明的保護範圍構成限定。

如圖1所示，液壓機缸體與機身框架結構基於有限元分析的應用系統，包括設於機身框架結構1上的plc控制面板2，其中plc控制面板2內嵌有有限元分析模塊3，所述有限元分析模塊3內設有液壓機缸體4與機身框架結構1的完整數學模型以及這兩者之間的各個關節的約束關係；並且液壓機缸體4與機身框架結構1各個連接關節位置處分別設有一個紅外位移傳感器5、壓力傳感器6和計時器7，從而形成一個探測模塊；其中每一個計時器7連接在其對應的壓力傳感器6上，每一個紅外位移傳感器5和壓力傳感器6直接連接在plc控制面板2；plc控制面板2，包括若干計算模塊21、一個顯示器22和cpu處理器23，每一個計算模塊21對應一個探測模塊，從而實現對液壓機缸體4與機身框架結構1的每一個連接關節的實時監控。

在上述實施例中，有限元分析模塊3通過plc控制面板2的cpu處理器23獲取各個探測模塊上的位移數據、壓力數據和受壓時間，然後通過預先設置在有限元分析模塊的計算程序進行計算。

在上述實施例中，液壓機缸體4與機身框架結構的連接關節至少包括設於液壓缸缸體的上、下、左、右、底部分別一個關節點。

在上述實施例中，有限元分析模塊3通過plc控制面板2的顯示器22顯示液壓機缸體1、機身框架結構1的數學模型、約束關係以及受力情況，同時記錄瞬間受力較大的衝擊完成瞬間數模形狀。

本發明的實施例公布的是較佳的實施例，但並不局限於此，本領域的普通技術人員，極易根據上述實施例，領會本發明的精神，並做出不同的引申和變化，但只要不脫離本發明的精神，都在本發明的保護範圍內。