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大腔体六面顶金刚石压机铰链梁锻造模具结构多参数优化

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塑性工程学报 2024年第5期31卷 94-105页

作者：王良文刘飞飞汪曙光司亮谢贵重李轲鲁海霞郑州轻工业大学机电工程学院、河南省复杂机械装备智能监测与控制国际联合实验室河南郑州450002 河南黄河旋风股份有限公司河南长葛461500 郑州大学中原关键金属实验室河南郑州450000 河南黄河田中科美压力设备有限公司河南长葛461500

针对大腔体六面顶金刚石压机关键部件铰链梁的锻造过程进行了研究。为提高铰链梁锻造模具的使用寿命,利用Deform-3D软件对终锻过程进行了模拟,并对模具结构参数进行了优化。首先以模具应力为优化目标,选取模具边角及圆角处的7个结构参... 详细信息

针对大腔体六面顶金刚石压机关键部件铰链梁的锻造过程进行了研究。为提高铰链梁锻造模具的使用寿命,利用Deform-3D软件对终锻过程进行了模拟,并对模具结构参数进行了优化。首先以模具应力为优化目标,选取模具边角及圆角处的7个结构参数为设计变量。通过Plackett-Burman Design筛选出对模具应力影响较显著的变量,将其作为最终优化变量进行研究。利用Box-Behnken Design抽样并建立了响应面回归模型,在拟合模型有效的前提下,通过引入动态惯性权重及学习因子改进粒子群算法,利用其寻优得到最优模具结构参数,并通过有限元仿真验证了结果的可靠性。结果表明,通过对模具结构的多参数优化,模具应力减少了25%,模具使用寿命得到显著提高。

关键词：六面顶金刚石压机铰链梁锻造成形锻造模具多参数优化

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金刚石六面顶压机铰链梁的结构优化设计

金刚石与磨料磨具工程 2005年第5期25卷 70-72页

作者：秦东晨陈江义梁颖秦晓明郑州大学机械工程学院郑州450002 焦作师范高等专科学校焦作454100

本文以有限元法作为结构分析手段,采用敏度分析技术,在考虑疲劳强度的条件下,完成了铰链梁的结构优化设计,为金刚石六面顶压机关键零部件的设计提供了一套较为完整的设计方法和设计系统。利用ANSYS的APDL参数化语言,编制了铰链梁的结构... 详细信息

本文以有限元法作为结构分析手段,采用敏度分析技术,在考虑疲劳强度的条件下,完成了铰链梁的结构优化设计,为金刚石六面顶压机关键零部件的设计提供了一套较为完整的设计方法和设计系统。利用ANSYS的APDL参数化语言,编制了铰链梁的结构优化设计程序ODPST,采用零阶优化方法进行了铰链梁的结构优化设计,得到了精确可靠的设计参数,有效地提高了铰链梁的抗疲劳性能和强度。

关键词：铰链梁结构优化设计有限元分析敏度分析

基于有限元法的铰链梁疲劳强度分析与设计研究

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金刚石与磨料磨具工程 2006年第4期26卷 38-42页

作者：刘竹丽梁颖秦东晨郑州大学机械工程学院郑州450002 中原工学院机电学院郑州450007

金刚石六面顶压机的关键零件铰链梁工作中受变载荷作用,易出现疲劳破坏。生产中常依据静强度进行类比设计。应用有限元理论研究铰链梁的疲劳强度,分析铰链梁工作中的应力与变形分布,并对常规方法,基于静强度结构优化后,基于疲劳强度结... 详细信息

金刚石六面顶压机的关键零件铰链梁工作中受变载荷作用,易出现疲劳破坏。生产中常依据静强度进行类比设计。应用有限元理论研究铰链梁的疲劳强度,分析铰链梁工作中的应力与变形分布,并对常规方法,基于静强度结构优化后,基于疲劳强度结构优化后的铰链梁的应力与变形作对比与分析。研究结果表明,铰链梁中最大应力发生在凸耳处,与类比设计相比,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积减少15.7%,最大等效应力降低10.2%,疲劳安全系数提高10.86%;相对于基于静强度结构优化方案,基于疲劳强度结构优化设计后的铰链梁体积有所增加,最大等效应力降低52.6%,基于静强度优化后,铰链梁中应力循环次数表示的寿命2.4×105次,基于疲劳强度的优化方案铰链梁寿命超过107次,该研究可为铰链梁的设计提供有益的参考。

关键词：铰链梁疲劳强度有限元方法优化设计应力

基于响应面法的缸梁一体式六面顶压机铰链梁优化

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金刚石与磨料磨具工程 2023年第4期43卷 523-530页

作者：何文斌姚港生汪曙光王良文明五一谢贵重李轲鲁海霞郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室郑州450002 河南黄河旋风股份有限公司长葛河南461500 河南黄河田中科美压力设备有限公司长葛河南461500

六面顶压机是中国生产金刚石的主要设备,其关重件铰链梁在工作中承受连续的交变载荷,易出现失效破损。提出RSM和MOGA相结合的方法,对新型六面顶压机的铰链梁进行优化分析。首先建立铰链梁的参数化模型,以关键部分的尺寸为设计参数,以最... 详细信息

六面顶压机是中国生产金刚石的主要设备,其关重件铰链梁在工作中承受连续的交变载荷,易出现失效破损。提出RSM和MOGA相结合的方法,对新型六面顶压机的铰链梁进行优化分析。首先建立铰链梁的参数化模型,以关键部分的尺寸为设计参数,以最大应力和最大位移为目标函数,并对其最大质量进行约束;然后使用DOE获得设计试验点;利用RSM获得代理模型;再通过MOGA法搜索全局最优解,最后对铰链梁的优化结果进行评估。结果表明:优化后的铰链梁在质量略微增加的情况下,刚度和强度有效提高,应力集中现象也明显改善。

关键词：六面顶压机铰链梁响应面法多目标遗传算法

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JHY-4B压机铰链梁的铸造

铸造 2004年第10期53卷 833-834页

作者：赵东山辽宁省铁法煤业集团机械制造有限责任公司辽宁铁法112700

针对铰链梁铸件产品,试验总结出砂芯、干型组合的工艺方法,使较难成形的造型操作变得灵活、方便、简易。合理的铸造工艺使生产难度较大的铰链梁铸件产品合格率达98%以上。

关键词：铰链梁铸造工艺砂芯

基于Cortex-M3的铰式六面顶液压机铰链梁应变监测系统研究

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机床与液压 2018年第20期46卷 134-138页

作者：卢北华马亮张应红陈君门袁源桂林电子科技大学机电工程学院广西桂林541004 桂林桂冶重工股份有限公司广西桂林541100

铰式六面顶液压机是高温高压条件下合成超硬材料专用设备,长期在交变大荷载下工作,致使压机铰链梁容易产生疲劳裂纹,甚至断裂。为了实时监测铰链梁应力关键位置的健康状态,研制一套基于Cortex-M3的铰链梁应变监测系统,系统以Cortex-M3... 详细信息

铰式六面顶液压机是高温高压条件下合成超硬材料专用设备,长期在交变大荷载下工作,致使压机铰链梁容易产生疲劳裂纹,甚至断裂。为了实时监测铰链梁应力关键位置的健康状态,研制一套基于Cortex-M3的铰链梁应变监测系统,系统以Cortex-M3微处理器作为主控模块,构建集信号采集、调理、存储、无线传输等功能于一体的应变监测硬件装置。针对应变片安装问题设计了专用的液压机铰链梁现场应变监测感应器。并设计了用于远程接收数据和状态监测的上位机软件,通过网络对铰链梁工况条件下的应变数据进行采集与分析,实现了对六面顶液压机健康状态的远程监测。

关键词：铰链梁应变监测数据采集远程监控

金刚石六面顶压机铰链梁热锻成型模拟与工艺优化

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金刚石六面顶压机铰链梁热锻成型模拟与工艺优化

作者：刘飞飞郑州轻工业大学

学位级别：硕士

随着市场对人造金刚石的需求不断增大,为满足高产量的同时合成更高品质、更大直径的金刚石颗粒,金刚石六面顶压机也越来越大型化。铰链梁作为压机的核心受力部件,在长时间高温、高压及交变载荷作用下,容易出现缸体掉底和耳孔断裂的情况... 详细信息

随着市场对人造金刚石的需求不断增大,为满足高产量的同时合成更高品质、更大直径的金刚石颗粒,金刚石六面顶压机也越来越大型化。铰链梁作为压机的核心受力部件,在长时间高温、高压及交变载荷作用下,容易出现缸体掉底和耳孔断裂的情况,为改善铰链梁的强度和寿命,以Φ850mm缸径铰链梁为研究对象,其成型方式由铸造改为锻造,结合企业锻造过程中面临的工艺及模具相关问题,开展如下研究:(1)为了解锻件微观组织演变规律,将42Cr Mo材料参数和Avrami晶粒度模型嵌入Deform-3D软件,对铰链梁整个锻造过程进行仿真,获取锻件的平均晶粒尺寸及动态再结晶体积分数演变云图,并利用点追踪方法,研究了锻件上所取点在锻造过程中平均晶粒尺寸的变化规律。(2)为提高铰链梁锻造模具的使用寿命,以模具应力为优化目标,通过Plackett-Burman Design从模具的7个结构参数中筛选出3个较显著的变量,并建立了响应面回归模型,通过改进粒子群算法得到最优模具结构参数,并结合有限元仿真和企业生产实践,验证了结果的有效性。(3)为解决铰链梁耳部出现裂纹及断裂等问题,以降低锻件损伤值、成型载荷等为目标,选取坯料及模具预热温度、上模下压速度等作为可控关键工艺参数。通过极差与方差分析了解各因素对响应的影响情况,利用灰色关联分析联合熵权法将多响应转化为灰色关联度,用于评价工艺优劣,并基于极限学习机模型构建了工艺参数预测系统。最后,使用改进粒子群算法得到最优工艺参数,并结合实际和仿真验证了优化结果可靠性。(4)为解决铰链梁整体一次性终锻成型所需压机吨位较大、模具寿命短及生产成本较高等问题,研究采用分次分点锻压方案,从上模旋转角度、上模偏置距离及锻造工艺参数展开了不同方案探索,通过对比得到成型载荷小且锻压次数少的成型方案。据此分析了模具应力及磨损情况,并就锻件温度、应变、损伤折叠等对锻件质量进行了评价。本课题利用有限元软件对铰链梁锻造过程及微观组织演变规律进行模拟,结合代理模型技术及优化算法实现了模具结构参数和工艺参数优化。通过研究分次分点锻压方法,显著降低了锻造铰链梁所需压机吨位,同时改善模具磨损和模具应力,锻件无折叠等缺陷。相关研究对企业的锻造工艺及模具改良具有一定的指导意义。

关键词：铰链梁锻造模具锻造工艺分次分点锻压代理模型优化

同方学位论文库评论

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铰链梁铸件爆裂失效分析

铸造工程 2020年第5期44卷 19-22页

作者：赵建华徐尔灵王海陈晓华蒋春霞王业东广东省韶铸集团有限公司广东韶关512031

对爆裂失效的铰链梁进行断口、金相组织、化学成分、力学性能、低倍显微组织等测试和分析,从错综复杂的诸多因素中,查找出导致铰链梁失效的主要原因是调质热处理未能达到技术条件的要求,为质量责任的落实和质量改进方向提供重要依据。

关键词：铰链梁铸钢件失效分析

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铰链梁铰耳断裂原因分析

理化检验（物理分册） 2018年第5期54卷 355-358,367页

作者：郭海霞李慧洛阳船舶材料研究所洛阳471023

铰链梁在使用过程中铰耳发生断裂,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口扫描电镜分析等方法,对铰耳断裂原因进行了分析。结果表明:铰链梁中的残余铝含量和氮含量较高,夏季铸造时冷速过慢,使得一次奥氏体晶界析出Al... 详细信息

铰链梁在使用过程中铰耳发生断裂,采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验、断口扫描电镜分析等方法,对铰耳断裂原因进行了分析。结果表明:铰链梁中的残余铝含量和氮含量较高,夏季铸造时冷速过慢,使得一次奥氏体晶界析出AlN夹杂物造成晶界脆化,同时晶界上大量的铸态MnS以及Al_2O_3类夹杂物也加剧了晶界的脆化,导致铰链梁铰耳在使用过程中发生沿晶脆性断裂。

关键词：铰链梁贝壳状断口 AlN夹杂物残余铝量沿晶脆性断裂