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　　近年來氮氣彈簧開始在模具、汽車、電子、輕工等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,因此對氮氣彈簧進行系統(tǒng)地、全面地研究具有非常重要的意義。本課題來源于與美國DANLY公司合作的項目“氮氣彈簧的結(jié)構(gòu)改進及性能分析研究”,氮氣彈簧屬于高壓容器,承受很大的內(nèi)壓,為確保其工作的安全性,對其缸體進行力學(xué)性能分析,并以此對結(jié)構(gòu)加以改進顯得尤為重要。本文基于有限元計算方法,運用ANSYS軟件對氮氣彈簧缸體進行受力分析,找出結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié),并以此為依據(jù)對缸體壁厚進行優(yōu)化設(shè)計及疲勞分析,最后對氮氣彈簧缸體進行模態(tài)分析。

　　主要研究內(nèi)容包括: 介紹了氮氣彈簧在工業(yè)中的應(yīng)用,并說明其在現(xiàn)代工業(yè)中的重要地位。探討了氮氣彈簧的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,提出了目前存在的問題。并在此基礎(chǔ)上闡述了本文的研究內(nèi)容、研究意義及論文的結(jié)構(gòu)。 概述了氮氣彈簧的結(jié)構(gòu)及工作原理,分析了氮氣彈簧的結(jié)構(gòu)特征,說明其性能參數(shù)及特點,并在此基礎(chǔ)上給出氮氣彈簧的選用原則。 找出氮氣彈簧的初始彈壓力、增壓比及特性曲線的影響因素,說明缸體設(shè)計的力學(xué)原理,推導(dǎo)出氣壓對缸筒的環(huán)向、徑向和軸向應(yīng)力公式,給出缸筒壁厚設(shè)計、校核公式,并計算了氮氣彈簧所承受最大應(yīng)力,由設(shè)計壁厚公式求出壁厚。 簡單概述了有限元軟件ANSYS在機械設(shè)計中的應(yīng)用及分析過程,建立了氮氣彈簧缸體有限元模型并分析了缸體的應(yīng)力分布,并以此為根據(jù)對缸體壁厚展開優(yōu)化設(shè)計,最后對優(yōu)化后的氮氣彈簧缸體進行疲勞分析。 介紹了模態(tài)分析的理論基礎(chǔ),對優(yōu)化前后的氮氣彈簧缸體進行了模態(tài)分析,計算出其10階固有頻率,說明缸體壁厚優(yōu)化對缸體模態(tài)頻率的影響,為實際生產(chǎn)提供依據(jù),避免出現(xiàn)共振破壞。

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