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液壓扳手尺寸優化該從哪幾個方面進行呢?

液壓扳手由于在施工的過程中常用于狹小空間及運輸十分不便利的位置,因而扳手的體積和重量是一個最為重要的指標。為了縮小部件的尺寸,采用高強度合金材料及熱處理是常見的方法。同時采用有限元分析(finiteelementanalysis)優化設計,達到減小部件的尺寸和重量,也是十分重要的一環。那么對于從液壓扳手尺寸優化該從哪幾個方面進行呢?


高強度合金材料及熱處理的方法


對于采用高強度合金材料及熱處理的方法來達到減小部件的尺寸和重量的目的。由于目前全球貿易的廣泛化,尋找到高強度材料的難度并非很大,然而由于為了進一部的提高強度,還必須采取熱處理及表面處理,對于希望部件強度達到1000MPa以上并且穩定,并且對于材質強度的均勻性也要求極高(主要是由于液壓方驅扳手內部零件的不規則所影響),目前很多企業還很難對于液壓方驅扳手內部零件的強度達到1000MPa以上。因此在一個較長的時期內,需要投入較多的人力與資金,在材質與熱處理的方面多加以摸索和實驗。


有限元分析(finiteelementanalysis)優化設計方法


基于有限元分析而采取的優化設計方法主要是采用離散化理論計算來反復修正設計,以達到最優化設計。主要計算原理為:在離散后采取h-elements(進一步細分網格)及p-element(提高計算階數)來達到計算收斂。圖3為液壓方驅扳手內部棘爪的FEA力學計算,可見局部應力已經超過1000MPa。


由于現在計算機的快速發展,由于網格的細化而造成的計算量巨大已經不是一個問題。從這一方面來講,對于計算的精度沒有瓶頸問題。但是由于液壓方驅扳手內部零件較為復雜,且邊界條件難以給定,接觸面條件也難以模擬與給定,因而計算只能作為設計與實驗的參考,不能完全依賴,應該在多個邊界條件的模型中摸索與分析結果,逐步找到可信賴的數據,并且與相應的實驗測試結果加以對比。

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