20000kn静压机铰链梁系统的可靠性分析（可复制论文）.pdf

武汉理工大学
硕士学位论文
20000kN静压机铰链梁系统的可靠性分析
姓名:崔权
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:吴波
20080501
摘要惭够艟蔡哐棺爸茫亲畛S玫慕鸶帐铣缮璞福湟圆作简便、生产成本相对较低等优点占据了国内市场的较大份额,在我国超硬材料行业中也占有举足轻重的位置。它的性能决定了所合成金刚石的质量,是衡量金刚石合成技术的重要标准之一。随着金刚石合成技术的发展,其对金刚石合成设备的要求也越来越高,所以提高静压机的可靠性势在必行。铰链梁系统是静压机的重要组成部件,在金刚石的合成过程中需要承受极大的压力,所以其性能的好坏直接影响静压机的工作性能,进而影响金刚石的合成质量。因此,为了提高设备的使用寿命,对铰链梁系统进行强度分析及可靠性分析是非常有必要的。本文主要介绍了有限单元法的基本原理、分析步骤及流程和有限单元法在可靠性分析中的具体应用,并对三维设计软件和有限元分析软件闹饕9δ芗疤氐阕隽艘欢ǖ牟觥R杂邢薜ピ7ㄗ魑=峁狗治龅氖侄危着重对铰链梁系统中的关键零部件——铰链梁建立了有限元分析模型进行结构强度的分析,并在此基础上对其进行了可靠性分析。首先用软件,按照设计要求,建立铰链梁系统的三维实体模型,而后对铰链梁系统的空间受力情况进行了分析与计算,并对关键零部件进行了校核;然后在砑薪⒂邢拊7治瞿P徒芯擦Ψ治龊头窍咝苑治觯得到了结构在工况下的变形、应力分布及应力集中情况,分析结果表明,在铰链梁的“耳朵一和缸底出现应力集中,这与铰链梁实际出现断裂的区域一致,与实际情况相吻合;本文还对出现应力集中的部位进行了局部结构曲线形式的改进,并对改进效果进行了分析;最后,利用故障树分析方法对铰链梁系统故障及其故障原因进行了分析,并应用机械零件应力、强度“干涉一模型对铰链梁的可靠度进行了计算。本文的研究结果表明,在可靠性分析中,把可靠性与际踅岷掀鹄从助于提高机械零件的设计和分析水平,缩短开发周期,节约成本,并对于可靠性分析未来的发展趋势有着非常重要的意义。关键词:铰链梁系统,有限单元法,强度分析,煽啃武汉理工大学硕士学位论文
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签名:型羔极日期:丛艺￡&签名:趁主墨导师签名:差』睦日期:纽艺呈.&独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明,所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得武汉理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定,即学校有权保留、送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
第滦髀论文的研究背景和意义近年来,我国金刚石合成技术已取得了很大进展,六面顶压机已成为最常用的金刚石合成技术设备。六面顶压机属于液压设备,压机的性能一方面取决于六只铰链梁组装在一起构成的铰链梁系统的制造、安装精度,另一方面取决于控制系统。由于顶锤的压缩行程有限和液压电控控制水平低,合成时间短,石墨和触媒选料等因素,我国只能生产目以下中低级产品。为使我国生产的金刚石提高质量档次,在年召开的纪念我国人造金刚石诞生周年学术研讨会上,很多专家和工程技术人员提出了不少建议,从技术角度大致归纳为:加快大吨位年轮式两面顶压机在我国的发展步伐;扩大已有六面顶压机的超高压腔体容积;生产出腔体大型化所需的硬质合金压缸和顶锤等等。.目前,六面顶压机结构主要由铰链梁、一体式工作缸、活塞三部分组成。六面项金刚石压机的工作原理为:利用机械、液压装置由工作缸底部从六个方向通入高压油向主机中心加压,推动活塞前进,使活塞前端面产生超高压力,在主机中心硬制合金顶锤的作用下使生产原料形成一个密封的正方体超高压容腔,提供金刚石生长需要的压力条件,同时通过电加热装置对该腔体加热,该腔体就可以产生合成人造金刚石所需的高温、高压条件。整个设备的工作过程需要由电控系统与机械、液压系统相配合完成一系列工作。其中电控系统主要通过对由大、小柱塞泵和二十余个电磁阀组成的液压系统以及电加热装置等的控制来完成自动、分段、调整等不同模式下的工作。整个设备可以说是一种典型的机、电、液一体化集成产品。金刚石的合成过程为程序设定的周期过程,周期一般为分钟,这样六面顶压机的实际工作状态是循环的超压一保压一卸压过程。由于六面顶压机具有高温高压的特点