液压缸强度校核的有限元分析

伍晓红

（辽宁轨道交通职业学院，辽宁

沈阳

110023）

摘要:液压系统现在应用越来越广泛，所以安全性和可靠性尤其重要。以液压系统中液压缸为研究对象，在编程软件中编制程序生成命令流计算器，输入缸筒的尺寸、压力和材料属性参数，即可生成命令流，将命令流导入到有限元分析软件中，得到了缸筒的应力和位移云图，确定了缸筒在承受最大油压时的安全系数足够大，在工作过程中安全可靠。关键词:油缸；编程；计算器；有限元分析

0引言

p(4)=\"ET,1,PLANE82\"

p(5)=\"PCIRC,\"&a/2&\&b/2&\&\"0,90\"p(6)=\"LSEL,S,LINE,,1,3\"p(7)=\"LESIZE,ALL,,,60\"p(8)=\"LSEL,S,LINE,,2,4\"p(9)=\"LESIZE,ALL,,,60\"p(10)=\"AMESH,ALL\"p(11)=\"FINISH\"p(12)=\"/SOLU\"p(13)=\"DL,2,,UX,0\"p(14)=\"DL,4,,UY,0\"p(15)=\"SFL,3,PRES,\"&lp(16)=\"SOLVE\"DimStr2AsStringForI=1To16

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近年来液压技术已广泛应用于智能机器人、海洋开发、宇宙航行、地震预测及各种电液伺服系统，其应用已到了一个崭新的高度。液压传动技术已成为工业机械、工程建筑机械及国防尖端产品生产中不可缺少的技术。液压缸是液压系统中的执行元件，它的作用是将液体的压力能转换为机械能。只有液压缸的安全工作才能保证整个液压系统的正常工作，借助分析软件，对液压缸筒进行有限元分析。

1编程设计

液压缸如果校核强度不够，需要修改缸筒尺寸，然后再进行校核，如果多次校核计算，比较麻烦。所以，开发一种计算器，只要输入缸筒的尺寸、压力和材料参数即可生成有限元分析命令流，导入到有限元分析软件即可进行有限元分析，方便快捷。

自动生成命令流计算器编程如下：PrivateSubCommand1_Click()a=Val(Text1.Text)b=Val(Text3.Text)l=Val(Text2.Text)c=Val(Text4.Text)d=Val(Text5.Text)Dimp(1To16)AsStringp(1)=\"/PREP7\"p(2)=\"MP,EX,1,\"&cp(3)=\"MP,PRXY,1,\"&d总第209期

2有限元分析

在计算器中，输入缸筒外径D=100mm，内径d=80mm，液压缸受最大压力P=15MPa，液压缸材料为45号钢，弹性模量E=1.9×105MPa，泊松比

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粤耘栽农业装备技术圆园19.1μ=0.3，输入界面如图1所示。

图1输入界面

单击查看命令流按钮，生成有限元命令流如下：/PREP7MP,EX,1,190000MP,PRXY,1,0.3ET,1,PLANE82PCIRC,50,40,0,90LSEL,S,LINE,,1,3LESIZE,ALL,,,60LSEL,S,LINE,,2,4LESIZE,ALL,,,60AMESH,ALLFINISH/SOLUDL,2,,UX,0DL,4,,UY,0SFL,3,PRES,15SOLVE

将生成的命令流导入到有限元分析软件中，经过计算分析，最大应力出现在内侧圆弧边缘，最大值为76.953MPa，见图2所示；最大变形也发生在内侧圆弧边缘，为0.015mm，见图3所示。

缸筒的材质为45号钢管，屈服极限啄s为353MPa。安全系数n=啄s=353=4.6，安全系数足够

[啄]76.953大，所以强度条件满足，液压缸在工作过程中安全可靠。

参考文献：

图2缸筒的应力云图/MPa

图3缸筒的位移云图/mm

压为研究对象，在编程软件中编写程序，生成了计算器，通过应用表明该计算器操作方便快捷。在计算器中，输入正确参数，将其自动生成的命令流导入到有限元分析软件中，对缸筒的进行了强度校核，确定了液压缸在工作中是安全可靠的。

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3结语

对液压缸进行深入的研究，以缸筒承受最大油

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