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随着机械制造业的不断发展,锻压机械被广泛应用于各个行业领域,特别是压力机使用最为广泛。为了满足生产的需求,我们不断的加深对压力机的研究与改进,而机身是压力机中结构最为复杂、使用材料最多、也是制造成本最高的部件,本文以J36-800为例,对闭式压力机组合机身进行研究。机身是整个压力机的重要的组成部分,该部件的质量对于整个压力机的工作性能起着重要影响。本论文利用大型有限元分析软件HyperWorks对机身进行有限元分析及拓扑优化,在保证机身强度和刚度的前提下,使其轻量化。 首先,利用SolidWorks软件按照机身的实际尺寸建立各个部件的三维模型,并对模型进行适当的简化,进行虚拟装配,然后将建立好的模型导入到HyperMesh中,进行几何清理,抽取中面,划分网格,严格控制网格质量,根据压力机工作的实际情况,建立边界条件,完成有限元模型的建立。其次,利用OptiStruct求解器进行静力学求解,得到机身的等效应力云图,了解了机身各个部位的受力情况;提取了压力机工作时的前六阶固有频率,分析了各阶振型对压力机工作的影响,为后续的拓扑优化奠定了基础。最后,以静力学分析为基础,利用OptiStruct模块对压力机机身进行拓扑优化,选取优化区域和非优化区域,以单元的密度为设计变量,以应力和体积分数为约束条件,并设置了三种不同体积减少比例,以体积最小和柔度最小为目标函数,进行四次拓扑优化,寻找最佳的材料布局,根据优化结果对压力机机身的结构进行修改,并对优化后的模型进行静力学和模态分析,对比优化前后压力机机身的特性,最终验证了优化后的压力机机身符合实际使用要求。 优化后压力机机身重量减少7.6%,实现了机身的轻量化,节约了成本。本文利用HyperWorks软件对机身进行有限元分及拓扑优化,对压力机机身的研究有一定的参考价值,同时也适用于其他产品的轻量化设计,可以缩短研发周期,提高企业的竞争力。