液压缸地有限元分析报告

TECHNOLOGY

毕业设计（论文）

题目：液压缸的有限元分析

学生：

学号：

班级: 工程机械

专业：机械设计制造及其自动化

指导教师：

2012 年6 月

液压缸的有限元分析

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF HYDRAULIC

CYLINDER

学生：

学号：

班级：工程机械

所在院(系): 汽车与机械工程学院

指导教师：

完成日期: 2012年6月7日

摘要

液压缸是液压机的关键部件, 其设计质量的好坏直接影响主机的工作性能和使用寿命。如果设计不当,过早失效将造成较大的经济损失。因此采用现代设计方法对液压缸进行结构设计, 对提高使用寿命, 增加经济效益具有重要意义。本文首先对液压缸的各零部件进行了设计及验算。然后采用UG软件建立了动臂液压缸的几何模型，通过与Workbench的接口输入到该有限元分析软件里，建立了相应的有限元分析模型。最后通过该软件对液压缸模型进行了线性静力分析和模态分析，获得了液压缸的振动特性和力学性能，这对液压缸的改进设计和预评液压缸的危险部位具有参考意义。

关键词：液压缸；UG；ANSYS；有限元分析

FINITE ELEMENT ANALYSIS OF HYDRAULIC CYLINDER

Abstract

Surface hydraulic bar hydraulic machine is the earliest use of hydraulic components. Nothing seems to change, in fact, the hydraulic cylinder has been great development. This is not only in the hydraulic cylinder work performance, work out of range expansion, varieties of different specifications of the increase and the improvement of the structure, but also in the study of hydraulic cylinder is gradually deepening, design, calculation theory is gradually perfect.

In this paper, the hydraulic cylinder parts of the design and checking calculation. Then using UG software to establish a boom cylinder

geometry model, through the Workbench interface with input to the finite element analysis software, established the corresponding finite element analysis model. Finally, the software of the hydraulic cylinder model for linear static analysis and modal analysis, obtained the vibration characteristics of hydraulic cylinder and mechanical properties, the improvement design of hydraulic cylinder hydraulic cylinder and assessment risk part has the reference significance.

KEY WORDS: HYDRAULIC CYLINDER ;UG;ANSYS;FINITE ELEMENT ANALYSIS

目录

第一章-绪论 (1)

1.1前言 (1)

1.2液压缸的分类 (1)

活塞式 (1)

伸缩式 (2)

摆动式 (2)

1.3论文的主要容 (2)

1.4 论文的主要组成 (2)

第二章-各零部件的设计及验算 (3)

2.1 设计提要 (3)

2.2 各零部件的设计及验算 (4)

2.2.1-缸筒设计 (4)

2.2.2-法兰设计 (12)

2.2.3 活塞设计 (15)

2.2.4 活塞杆的设计 (16)

第三章-动臂液压缸有限元分析 (20)

3.1 液压缸三维模型的建立 (20)

3.2 有限元分析的基本理论 (20)

3.2.1有限元法的发展概况 (21)

3.2.2 有限元分析的基本思想 (22)

3.2.3有限元法分析过程 (24)

3.2.4 ANSYS软件介绍 (25)

3.2.5 有限元分析的发展发展趋势 (26)

3.3 模态分析 (28)

3.4 静力分析 (32)

3.5 结果总结与分析 (33)

参考文献 (34)

致 (36)

第一章-绪论

1.1前言

液压缸是将液压能转变为机械能的、做直线往复运动（或摆动运动）的液压执行元件。它结构简单、工作可靠。用它来实现往复运动时，可免去减速装置，并且没有传动间隙，运动平稳，因此在各种机械的液压系统中得到广泛应用。液压缸输出力和活塞有效面积及其两边的压差成正比；液压缸基本上由缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置与排气装置视具体应用场合而定，其他装置则必不可少。

1.2液压缸的分类

根据常用液压缸的结构形式，可将其分为四种类型：

活塞式

单活塞杆液压缸只有一端有活塞杆。如图所示是一种单活塞液压缸。其两端进出口油口A和B都可通压力油或回油，以实现双向运动，故称为双作用缸。

活塞仅能单向运动，其反方向运动需由外力来完成。

柱塞式

（1）柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞回程要靠其它外力或柱塞的自重；