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法蘭支承式液壓缸在各種液壓機(jī)本體中應(yīng)用最為廣泛。支承法蘭部分的彎曲變形和過渡區(qū)應(yīng)力集中的影響，使這一部分成為液壓缸失效的主要部位。然而，現(xiàn)有強(qiáng)度分析方法。在以下兩方面仍不夠完善：1.有限元力學(xué)模型方面。采用了“橫梁對(duì)法蘭的支承反力為一圈集中力”的力邊界假設(shè)條件。實(shí)際上，無論法蘭支承表面與橫梁的接觸情況怎樣，法蘭表面的載荷性質(zhì)仍然屬于近似均布的面分布載荷。可見，載荷的簡(jiǎn)化沒有很好地滿足實(shí)際情況，結(jié)果使一個(gè)虛設(shè)參數(shù)—集中力分布圓直徑最終成為控制計(jì)算結(jié)果的關(guān)鍵參數(shù)。2.應(yīng)力計(jì)算方面。沒有考慮應(yīng)力集中的影響。針對(duì)這種情況，作者在深人研究的基礎(chǔ)上，提出了一種力邊界條件合理、計(jì)算過程簡(jiǎn)單的強(qiáng)度計(jì)算方法。無論對(duì)液壓缸強(qiáng)度理論研究還是對(duì)實(shí)際應(yīng)用均有參考價(jià)值。
液壓缸工作時(shí)，法蘭部分主要承受彎曲變形一法蘭在均布載荷q作用下的彎曲變形和與其相協(xié)調(diào)的缸壁彎曲變形。法蘭的變形是以缸壁為支承的。這種支承作用是介于法蘭內(nèi)周邊被固定和被欽支這兩種極限情形之間的一種彈性支承。如圖所示，若設(shè)缸壁對(duì)于法蘭的支承反力矩為M，則如果能夠?qū)χС袆偠认禂?shù)K作數(shù)學(xué)上的定量分析，那么就能夠方便地確定彎矩M，進(jìn)而對(duì)法蘭部分作強(qiáng)度分析。1.支承剛度系數(shù)k為確定系數(shù)K，如圖所示，將法蘭和缸壁沿法蘭支承表面截成兩部分。截面上的內(nèi)力為彎矩M，剪力g和軸力P。在忽略M，g引起的法蘭徑，即支承剛度系數(shù)是液壓缸法蘭部分結(jié)構(gòu)參數(shù)關(guān)于缸壁對(duì)于法蘭彎曲變形支承作用的綜合描述。不同的結(jié)構(gòu)參數(shù)，對(duì)應(yīng)有不同的支承剛度。在法蘭過渡部分，缸壁的力學(xué)特性較弱。
本文的方法在力學(xué)模型抽象方面，載荷簡(jiǎn)化滿足了實(shí)際的力邊界條件，支承剛度系數(shù)具有明確的物理意義；在應(yīng)力計(jì)算方面，考慮了應(yīng)力集中的影響。計(jì)算結(jié)果較有限元結(jié)果相差不大，故可用于液壓缸設(shè)計(jì)。
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