氮气弹簧工作的基本原理,分析了各种弹性元件的优缺点,并绘出了各自的特性曲线图 ,从理论和实践上充分肯定了氮气弹簧的优点:占空间小 ,初始压力较大 ,压力变化比较平缓 ,简化模具结构 ,缩短模具制造周期 ,提高冲压件质量 ,提高劳动生产率 ,降低成本。在总结我公司使用氮气弹簧实际经验的基础上提出了设计、安装及使用过程中应注意的事项.

　   近年来氮气弹簧开始在模具、汽车、电子、轻工等工业领域得到广泛应用,因此对氮气弹簧进行系统地、全面地研究具有非常重要的意义。本课题来源于与美国DANLY公司合作的项目“氮气弹簧的结构改进及性能分析研究”,氮气弹簧属于高压容器,承受很大的内压,为确保其工作的安全性,对其缸体进行力学性能分析,并以此对结构加以改进显得尤为重要。本文基于有限元计算方法,运用ANSYS软件对氮气弹簧缸体进行受力分析,找出结构薄弱环节,并以此为依据对缸体壁厚进行优化设计及疲劳分析,最后对氮气弹簧缸体进行模态分析。
　　主要研究内容包括: 介绍了氮气弹簧在工业中的应用,并说明其在现代工业中的重要地位。探讨了氮气弹簧的国内外发展状况,提出了目前存在的问题。并在此基础上阐述了本文的研究内容、研究意义及论文的结构。 概述了氮气弹簧的结构及工作原理,分析了氮气弹簧的结构特征,说明其性能参数及特点,并在此基础上给出氮气弹簧的选用原则。 找出氮气弹簧的初始弹压力、增压比及特性曲线的影响因素,说明缸体设计的力学原理,推导出气压对缸筒的环向、径向和轴向应力公式,给出缸筒壁厚设计、校核公式,并计算了氮气弹簧所承受应力,由设计壁厚公式求出壁厚。 简单概述了有限元软件ANSYS在机械设计中的应用及分析过程,建立了氮气弹簧缸体有限元模型并分析了缸体的应力分布,并以此为根据对缸体壁厚展开优化设计,最后对优化后的氮气弹簧缸体进行疲劳分析。 介绍了模态分析的理论基础,对优化前后的氮气弹簧缸体进行了模态分析,计算出其10阶固有频率,说明缸体壁厚优化对缸体模态频率的影响,为实际生产提供依据,避免出现共振破坏。

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