基于Solidworks的立柱设计与强度分析
solidworks材料在不同温度下的强度 -回复
solidworks材料在不同温度下的强度-回复SolidWorks是一款专业的三维建模软件，广泛应用于工程设计和制造领域。
在工程设计过程中，材料的强度是一个非常重要的参数。
不同材料在不同温度下的强度特性可以通过SolidWorks进行模拟和分析。
本文将深入探讨SolidWorks中材料在不同温度下的强度分析方法。
1. 导入材料数据SolidWorks提供了一个材料库，其中包含了各种常见的工程材料和其相应的物理特性数据，如弹性模量、屈服强度、断裂强度等。
在进行强度分析之前，首先需要导入所需材料的数据。
打开SolidWorks软件，在材料库中选择相应的材料，并导入相应的材料物性数据。
2. 创建模型在进行强度分析之前，需要创建一个模型。
可以使用SolidWorks提供的三维建模工具来创建模型，也可以直接导入已有的模型。
无论是创建还是导入模型，都需要确保模型的几何形状和尺寸符合实际情况。
3. 定义边界条件和加载在进行强度分析之前，需要定义边界条件和加载。
边界条件是指模型上的约束条件，加载是指施加在模型上的外部力或压力。
边界条件和加载应根据实际情况来设定。
例如，在分析材料在高温下的强度时，可以施加热载荷，模拟材料所受到的热应力。
4. 设置温度参数在SolidWorks中，可以设置材料的温度参数。
温度参数用于模拟材料在不同温度下的强度变化。
可以在模型的材料属性中设置温度参数。
根据材料的热膨胀系数和热导率等参数，可以计算出材料在不同温度下的变形和热应力。
5. 进行强度分析在设置好材料的温度参数之后，可以进行强度分析。
强度分析可以帮助工程师了解材料在不同温度下的承载能力和破坏行为。
可以使用SolidWorks提供的强度分析工具，如有限元分析（FEA）或基于解析方法的强度计算等。
这些工具可以帮助工程师预测材料在不同温度下的变形、应力分布和破坏情况。
6. 结果分析和优化在完成强度分析之后，可以对分析结果进行进一步的分析和优化。
管状立柱的疲劳强度分析与优化设计
管状立柱的疲劳强度分析与优化设计引言：管状立柱是一种广泛应用于建筑、结构工程和机械工程领域的重要零件之一。
由于承受着持续的外力和重复的载荷，管状立柱很容易受到疲劳损伤。
因此，对于管状立柱的疲劳强度进行分析和优化设计是至关重要的。
本文将介绍管状立柱的疲劳强度分析方法，并提出一种优化设计方案，以提高管状立柱的疲劳寿命和使用安全性。
一、管状立柱的疲劳强度分析方法1. 强度计算模型疲劳强度分析最常用的方法之一是应用疲劳极限理论，即使用极限状态方程来预测立柱在给定循环载荷下的疲劳寿命。
该方程可表示为：S-N关系公式其中，S代表应力幅值，N代表循环次数，A和B是材料参数。
2. 力学模型为了进行疲劳强度分析，需要先建立管状立柱的力学模型。
常见的方法包括使用弹性理论、有限元分析等。
通过这些方法，可以获取立柱内部应力、位移等参数，为后续的疲劳强度分析提供基础。
3. 疲劳寿命预测根据疲劳曲线，结合实际应力周期和振动载荷的信息，可以计算出管状立柱的疲劳寿命。
通过寿命预测，可以确定管状立柱在给定循环载荷下的使用寿命，并为后续的优化设计提供依据。
二、管状立柱的优化设计方案1. 材料选择对于疲劳强度较低的管状立柱，我们可以通过选择合适的材料来提高其疲劳寿命。
常见的材料选择包括高强度钢、铝合金等。
这些材料具有较高的抗疲劳性能，能够有效抵抗外界载荷造成的疲劳损伤。
2. 结构优化通过优化设计，可以改变管状立柱的结构形式，以提高其疲劳强度。
优化设计的思路包括减小应力集中区域、增加材料的截面积、增加支撑结构等。
这些改变结构形式的方法可以减轻疲劳载荷对立柱的影响，提高立柱的疲劳寿命。
3. 荷载控制在实际应用中，我们可以通过合理的设计来控制管状立柱所承受的载荷。
比如，可以采用减小振动幅值、改变载荷频率等方法来降低疲劳强度。
通过合理的荷载控制，可以提高管状立柱的疲劳寿命。
结论：管状立柱作为一种常见的结构元件，在实际应用中容易遭受疲劳损伤。
基于SOLIDWORKS液压支架双伸缩式立柱结构设计与仿真
前言毕业论文与毕业设计毕业论文是在校大学生最后一次知识的全面检验，是对学生基本知识、基本理论和基本技能掌握与提高程度的一次总测试。
大学生在学习期间，已经按照教学计划的规定，学完了公共课、基础课、专业课以及选修课等，这种考核是单科进行，考查对本门学科所学知识的记忆程度和理解程度。
但毕业论文则不同，它是着重考查学生运用所学知识对某一问题进行探讨和研究的能力。
写好一篇毕业论文，既要系统地掌握和运用专业知识，还要有较宽的知识面并有一定的逻辑思维能力和写作功底。
这就要求学生既要具备良好的专业知识，又要有深厚的基础课和公共课知识。
通过毕业论文的写作，使学生发现自己的长处和短处，以便在今后的工作中有针对性地克服缺点，也便于学校和毕业生录用单位全面地了解和考察每个学生的业务水平和工作态度，便于发现人才。
同时还可以使学校全面考察了解教学质量，总结经验改进工作。
还有设计在一定程度上就是创新，可以是在原有基础上改良，即推陈出新；也可以是完全的创新，如独辟蹊径；既指新观念、新思维和新思潮，亦指新材料、新技术、新样式；它既要能满足人们不断变化的需求，更要能够引领人类的生活方式。
作为未来的设计师，毕业设计的重要任务在于科学而准确地把握主题的内涵，追求卓越独特的设计创意，同时也要不断地探索新的艺术形式，为设计注入新鲜血液，丰富艺术传达中的表现手法，从而提升设计作品的表现力和感染力。
毕业设计是对即将步入社会的毕业设计能力的一次全面考核，毕业设计不是“作秀”，亦不是“走过场”，毕业设计的过程必须严格遵照科学性原则。
用正确的设计理论指导设计实践，科学合理的设计方法不仅能有效地协调、组织设计过程的各个阶段和环节，而且可以大大缩短设计周期，提高设计效率。
因此，进行毕业设计时，应持以科学严谨的态度和遵循科学合理的操作规范来进行，不论是实际性课题还是虚拟性课题，都要做到完整而规范，确保在生产、施工应用等各个环节的操作性和可靠性。
基于Solidworks液压支架双伸缩式立柱结构设计与仿真（一）摘要：1、立柱是液压支架支撑和承载的主要部件，也是液压缸的一种。
Solidworks的结构分析与强度优化方法
Solidworks的结构分析与强度优化方法在现代工程设计中，结构分析和强度优化是至关重要的环节。
Solidworks作为一种强大的三维CAD软件，不仅可以进行设计和建模，还可以进行结构分析和强度优化，以确保设计的可靠性和安全性。
本文将介绍Solidworks的结构分析与强度优化方法，以帮助工程师在设计过程中提高效率和准确性。
首先，我们将重点介绍Solidworks的结构分析功能。
结构分析是对设计进行静态和动态力学分析的过程，以评估和优化结构在实际工作条件下的性能和稳定性。
Solidworks提供了几种结构分析方法，包括有限元分析（FEA）、模态分析和疲劳分析等。
有限元分析是Solidworks中最强大和常用的结构分析方法之一。
它基于有限元理论，将结构划分为许多小的有限元单元，并将每个单元的行为建模为具有特定物理性质的材料。
通过对每个有限元进行求解，可以得到结构的应力、应变、位移等参数。
有限元分析不仅可以用于静态分析，还可以用于模拟结构在特定动态载荷下的行为，如振动、冲击等。
模态分析是用于评估和优化结构的固有特性和自然频率的方法。
它可以帮助工程师确定结构的共振频率和模态形态，并进行结构的动态响应分析。
通过模态分析，可以预测和避免结构在工作过程中的共振和振动问题，从而提高结构的可靠性和稳定性。
疲劳分析是针对结构在长期循环载荷下的耐久性进行评估和优化的方法。
它考虑到结构在实际使用中的疲劳寿命和疲劳破坏机制，通过分析载荷谱和应力循环来预测结构的寿命。
通过疲劳分析，可以帮助工程师优化结构设计，延长结构的使用寿命。
除了结构分析，Solidworks还提供了一些强度优化的方法，以进一步优化结构的设计和性能。
拓扑优化是一种强度优化方法，通过重新分布材料以最小化结构的质量或最大化结构的刚度来改进结构的性能。
对于给定的边界条件和约束条件，拓扑优化可以帮助工程师找到最佳的材料分布，从而实现更好的结构性能。
Solidworks提供了拓扑优化的功能，并可以根据用户的要求进行自动的结构优化。
SolidWorks的模拟分析与结构强度优化方法研究
SolidWorks的模拟分析与结构强度优化方法研究作为一种强大的三维CAD软件，SolidWorks不仅在设计领域中广泛应用，还具备模拟分析和结构强度优化的功能。
本文将探讨SolidWorks的模拟分析和结构强度优化方法的研究，为工程师和设计师提供更好的使用指南。
首先，我们将介绍SolidWorks中的模拟分析功能。
模拟分析是一种在计算机上模拟真实世界物理行为的方法，通过它可以更好地了解产品在各种工况下的性能表现。
SolidWorks提供了多种模拟分析类型，包括结构静力学、动力学、疲劳分析、热分析等。
这些功能使工程师可以在不进行实际测试的情况下，预测产品的性能和寿命。
在进行模拟分析之前，首先需要建立准确的CAD模型。
SolidWorks提供了丰富的建模工具，可以轻松创建各种形状的物体。
当CAD模型完成后，可以将它导入到模拟分析模块中。
在导入后，需要定义边界条件、加载条件和材料属性等。
这些参数将决定分析的准确性和可靠性。
在SolidWorks中进行结构静力学分析时，常用的载荷类型包括力、压力、力矩和温度等。
工程师可以根据实际需求，给定相应的载荷值和位置。
此外，边界条件也需要正确设定，如固定约束、弹性约束等。
这些设定将使得分析更加精确和真实。
动力学分析是另一种常用的模拟分析方法。
它可以用于预测产品在振动或冲击等动态载荷下的性能。
在SolidWorks中，可以设置激励频率和振幅，以模拟实际工况下的振动条件。
通过动力学分析，工程师可以了解产品在振动工况下的应力分布和共振状态，从而进行合理的设计改进。
疲劳分析是预测产品在长期使用过程中的寿命和性能的重要方法。
SolidWorks提供了多种疲劳分析工具，如疲劳曲线法、振动疲劳法和应力集中法等。
这些工具可以帮助工程师评估产品的疲劳寿命，从而避免因疲劳引起的失效。
除了模拟分析功能外，SolidWorks还提供了结构强度优化方法，以帮助工程师改善产品的设计。
结构强度优化旨在最大程度地提高产品的负载能力和性能，同时降低材料的使用量和重量。
数控机床立柱力学特性分析
168研究与探索Research and Exploration ·探讨与创新中国设备工程 2019.09 (下)数控机床由于自身的激励产生振动，而产生的振动也影响着设备的精度，给相关人员操作带来困难。
为了使重型机床在加工过程中保证其加工质量，因此，对重型机床立柱进行动态特性研究具有重要意义。
针对机床立柱国内学者做了大量的研究，姬宇等基于Solidworks 对机床立柱关键特性尺寸参数和立柱内部加强肋板的结构设计进行了相应的研究。
方浩等通过计算得到各设计参数对立柱动态性能的灵敏度值,选择其中灵敏度值大的设计参数为设计变量。
以一阶模态频率为目标,使用响应面法进行优化设计。
李德刚等通过建立立柱三维模型及有限元模型,对立柱结构进行静态分析考察立柱变形趋势，通过改变立柱内部筋板结构提高立柱刚度。
杨明亚等建立立柱的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS 对立柱部件进行了模态分析,得出了立柱前五阶固有频率和振型。
安晓卫等研究了立柱承受最大切削力时，应用结构分析软件 Super SAP 对其进行了静刚度计算。
上述研究学者主要从静、动特性方面入手开展的立柱相关研究，然而，上述研究缺少对机床立柱剪力的统一数学模型，这更突显出本文研究的必要性。
1 数控机床立柱受力图1.1 立柱等效载荷数控机床立柱下端与其滑座固定，其约束条件可视为一端约束，一端自由。
论文分析立柱在启动载荷作用下的强度计算，因此，机床立柱受机床惯性力作用，另外，在计算过数控机床立柱力学特性分析刘建平，毕根凤（航天科工惯性技术有限公司，北京 100074） 摘要：立柱作为数控机床的重要部件，其刚度和强度直接影响着数控机床的加工精度和可靠性，论文将工况载荷等效为集中力和弯矩作用于立柱上，将其考虑成悬臂梁建立其力学模型。
由于立柱截面为均匀分布截面，因此基于材料力学的相关理论，通过计算型心、惯性矩等最终获得立柱的应力值，论文最后对比了有限元仿真结果与理论结果，验证了理论模型的正确性，为数控机床的立柱进一步优化奠定了理论基础。
试析液压支架立柱外缸体的设计
试析液压支架立柱外缸体的设计引言立柱是支架的承載构件，它长期处于高压受力状态，它的工作性能直接影响整个支架的工作状态。
因此在设计立柱时除应具有合理的工作阻力和可靠的工作特性外，还必须有足够的抗压、抗弯强度，良好的密封性能，结构要简单，并能适应支架的工作要求。
在生产实际中，外缸体的变形主要有缸体胀缸、人为破坏、密封失效等几方面，其中液压支架立柱胀缸问题越来越突出，大修液压支架立柱的胀缸比例约占20%，给生产维检带来很大压力，对安全生产与优质高效造成影响。
因此，研究分析研究立柱外缸体的变形、探讨有效防范及处置处理措施，对于煤矿企业综合机械化采煤降耗提效、促进安全生产、提升企业科技管理水平等方面，都具有重要意义。
本文主要将以ZY10000/28/62D中的立柱外缸体为例，运用SolidWorks Simulation 有限元分析软件对外缸筒进行分析，提出具体的设计改进措施，避免出现由于缸体变形而影响工作的现象发生。
一、建模ZY10000/28/62D型支架立柱的结构如图1所示，为双伸缩柱塞式结构，主要由外缸体、中缸体、活柱等构成。
从二维零件图可以获得尺寸，其中主尺寸如下：立柱总长L=5860mm，外缸体L1=2278mm，中缸体L2=2168mm，活柱L3=2220mm，外缸体内径D1=400mm，中缸体外径D2=380mm，活柱直径D3=260mm。
二、缸体的强度校核双伸缩立柱的外缸、中缸多数用27SiMn无缝钢管制作，液压支架立柱的壁厚（mm）一般为，即中等壁厚，按（1-1）式计算：（1-1）式中p—液压缸的最大工作压力，MPa；C—考虑关闭公差及侵蚀的附加厚度，mm；一般取2mm。
—强度系数，无缝钢管的=1；[]—缸体材料许用应力，MPa。
已知D=400mm，p=31.5MPa，C=2，=1，查表取安全系数：n=5；选取缸体材料为27SiMn，经查表得σb=980 MPa ，[]=σb/n=196 MPa。
SolidWorks设计与分析的工作流程
SolidWorks设计与分析的工作流程在进行SolidWorks设计与分析工作时，有一个清晰的工作流程是非常重要的。
下面将介绍一个适用于大多数情况的SolidWorks设计与分析的工作流程，包括设计前的准备、模型创建、分析和验证、优化和最终结果的生成。
首先，在进行SolidWorks设计与分析之前，我们需要明确项目的目标和需求，并收集所需的信息。
这包括了解设计的目的、约束和要求，以及获取项目的相关技术规范和材料参数等。
接下来，我们将进入设计与建模的阶段。
在这一阶段，我们将使用SolidWorks软件创建模型。
首先，我们可以使用绘图工具绘制草图，然后使用不同的特征创建实体模型。
在创建模型时，要注意合理使用约束以保证模型的准确性和稳定性。
完成模型创建后，我们可以开始进行分析和验证。
SolidWorks提供了多种分析工具，可以帮助我们进行结构、流体、热传导等不同类型的分析。
例如，我们可以使用静力学分析工具来验证结构的强度和刚度，或者使用流体动力学分析工具来模拟流体的流动行为。
在进行分析之前，我们需要为模型定义边界条件和加载条件。
这包括选择适当的约束和施加外部力或压力，以模拟实际工况。
然后，我们可以选择合适的分析方法和求解器，运行分析并获取结果。
得到分析结果后，我们可以对模型进行优化。
如果模型不符合设计要求，我们可以通过调整几何形状、材料属性等进行优化。
这就需要进行迭代，不断调整模型并重新进行分析，直到满足设计要求。
最后，我们可以生成最终的设计报告和结果文档。
这些文档可以包括设计细节、分析结果、优化过程和验证过程等。
这将有助于向相关人员传达设计和分析的成果，以及做出相应的决策。
总结起来，SolidWorks设计与分析的工作流程包括准备、模型创建、分析与验证、优化和结果生成等多个步骤。
通过遵循这个工作流程，能够系统地进行设计与分析工作，并获得准确可靠的结果。
同时，需要充分利用SolidWorks提供的功能和工具，以便更高效地完成工作。
基于solidworks的机架立柱有限元静态报告
基于solidworks的机架立柱有限元静态分析报告
1 简介
本报告是500Kg重型链式输送线机架立柱的分析报告，此次有限元静态分析基于solidworks2008 SP0，将部件在实际中的受力和约束用计算机来模拟，从而得到立柱的静态特性，经过分析该设计是安全可靠。
2 文件信息
表2.1 文件信息
模型名称: 电机立柱
模型位置: G:\毕业设计\02\电机立柱.sldprt
结果位置: C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp
算例名称: COSMOSXpressStudy (-默认-)
3 材料
表3.1 材料
4 载荷和约束信息
表4.1 载荷及约束
续表4.1
5 算例属性
表5.1 算例属性
6结果
6.1 应力
表6.1 应力结果
图6.1 电机立柱-COSMOSXpressStudy-应力-图解6.2 位移
表6.2 位移
图6.2 电机立柱-COSMOSXpressStudy-位移-图解
6.3 变形
图6.3电机立柱-COSMOSXpressStudy-变形-图解
6.4 设计检查
图6.4 电机立柱-COSMOSXpressStudy-设计检查-图解
7结论
立柱分析：本设计可满足500kg重型链式双向输送线的载荷。
8 属性
表8.1 材料属性。
SolidWorks的装配设计与强度分析方法研究
SolidWorks的装配设计与强度分析方法研究引言：SolidWorks是一种常用的计算机辅助设计（CAD）软件，广泛应用于装配设计与强度分析领域。
本文将对SolidWorks的装配设计与强度分析方法进行研究，探讨其在工程设计中的应用。
1. SolidWorks的装配设计方法1.1 部件建模和装配关系SolidWorks以零件（part）为基本设计单元，通过创建零件并定义其几何特征，可以构建复杂的装配模型。
在进行装配设计时，可以使用装配关系（mate）来确定各零件之间的相对位置、角度和约束。
SolidWorks提供了多种装配关系选项，如固定、平行、垂直等，使得设计者能够轻松组装和调整模型。
1.2 装配约束和运动分析在进行装配设计时，需要确保各零件之间的约束条件满足工程要求。
SolidWorks提供了多种装配约束选项，如距离、角度、配对等，可以通过设置这些约束来限制零件的相对运动。
同时，可以使用SolidWorks的运动分析工具，模拟装配件的运动以验证设计的正确性和稳定性。
2. SolidWorks的强度分析方法2.1 材料属性与加载条件强度分析是工程设计中的一个关键步骤，用于评估零件或装配体在工作条件下的承载能力。
在进行强度分析时，首先需要设置材料的物理属性，如弹性模量、屈服强度等。
同时，需要定义加载条件，如静载荷、动载荷或温度变化等，以模拟真实工作环境。
2.2 有限元分析（FEA）SolidWorks提供了强大的有限元分析工具（FEA），能够实现对装配体的强度和刚度进行精确模拟。
通过将装配体细分为离散的小元素，可以对每个元素的力学特性进行计算分析，从而得到装配体在加载条件下的应力分布、位移等信息。
基于这些结果，设计者可以评估装配体的强度、稳定性和寿命预测。
3. SolidWorks在工程设计中的应用案例3.1 汽车零部件装配设计SolidWorks在汽车工业中得到广泛应用，可用于设计各种汽车零部件的装配。
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基于Solidworks的立柱设计与强度分析
作者：李际勇仲跻峰孙彦军
来源：《中国新技术新产品》2016年第10期
摘要：综合考虑工艺要求和造价成本后，液压机的立柱与横梁的连结形式选用第一种形式。
按照液压机工作时立柱受中心载荷产生的应力做计算；由于液压机的速度快，而且液压机机架的刚度不高，致使立柱根部受力复杂，因此对立柱的根部受应力较集中的区域进行校核计算。
利用Solidworks软件对立柱进行有限元分析，与理论计算结果进行对比验证。
关键词：立柱设计计算；立柱强度分析；Solidworks；有限元建模分析
中图分类号：TH16 文献标识码：A
1 前言
某厂在设计45t磁性粉末液压机时使用横梁与立柱连结组合的机架形式，即用螺母把液压机的上下横梁及液压机所需的立柱连结成一个能够满足液压机刚性要求的框架；液压机机架的刚性及精度由液压机的横梁与立柱的连结形式和螺母紧固的松紧程度决定；这种连结组合的框架形式在承受液压机的全部工作载荷的同时又要在横梁上安装液压机的主要工作部件，而且立柱还要承担液压机运动部件导向轴的功能。
2 立柱与横梁间的连结形式
第一种形式如图1（a）所示，是利用立柱自身的台肩与横梁直接支承接触，再用锁紧螺母把立柱与横梁紧紧固定。
这种形式的机架安装简单，装配后几乎不需要做过多调整，同时这种形式的机架对立柱台肩的加工精度有很高要求，以此用立柱台肩与横梁接触来保证机架的精度。
小型液压机在刚性和精度要求不高时多选用此种结构。
第二种形式如图1（b）所示，是利用两个螺母分别在横梁内外两侧与立柱连结，其中位于横梁外侧的螺母起紧固作用，位于内侧的螺母相当于台肩起支承作用。
这种机架形式对于位于横梁内侧的螺母精度和立柱用于安装的螺纹精度有较高的要求，因为安装完成后的机架上下两个横梁之间的距离、平行度及水平度都需要通过调整内侧的螺母来保证机架的精度。
这种形式的机架结构在实际装配时需要多次调整测量。
第三种形式如图1（c）所示，是利用第二种机架形式的基础上加以改进而成，即把上横梁内侧的螺母去掉改用立柱自身的台肩做支承。
这种形式的机架结构只需调整位于下横梁内侧的螺母就能保证上下两横梁之间要求的间距、水平度及平行度，但是在立柱的预紧方面比第二种形式的结构要麻烦。
第四种形式如图1（d）所示，它与第三种形式的机架结构类似，都是在第二种机架形式上改进而成，只不过是把调整螺母放在上横梁内侧下横梁与立柱台肩接触连结而已。
与第三种相比在上下横梁的间距、水平度及平行度的精度调整上要方便牢靠一些。
本文在综合考虑了工艺要求和造价成本后，液压机的立柱与横梁的连结形式选用第一种形式。
3 立柱的设计计算
立柱直径按照其受液压缸在工作时的中心载荷估算，首先要把液压机的上下横梁看作为绝对刚性的物体，其次要假设液压机的所有立柱均匀地承受液压缸工作时产生的拉伸载荷。
式中：P为液压机公称压力45000N，D0为立柱允许的最小直径，n为液压机的立柱数量4根，[σ]为立柱材料为45钢时的许用拉伸应力，查手册可知[σ]在50MPa～80MPa，在本文中选择50MPa。
将参数代入公式（2）中计算得D0=54mm，经过与现有其他同吨位同类型的液压机的对比选取立柱直径D0=100mm。
由以往经验得知，公称力小于25MN的液压机的立柱为实心立柱，而且立柱两端带有钻削的用于立柱预紧的加热孔。
本文根据某厂45t磁性粉末液压机机架结构及工艺要求推算出立柱的外形尺寸，如图2所示。
4 立柱的强度分析
由以往统计显示，由于小型液压机工作一个循环的时间较短，造成其工作时往返频率高且速度明显比大型液压机快，并且由于其机架的刚性不高，造成了立柱台肩根部位置较易断裂。
鉴于这种情况，需要对立柱的应力比较集中的区域即从立柱的安装螺纹至立柱的工艺过渡区之间的危险截面做校核计算分析。
首先，按照立柱受液压缸在工作时的中心载荷产生的应力进行计算，假定液压机的上下横梁看作为绝对刚性的物体，则液压机的4根立柱承受均匀的拉伸载荷。
所以得出（3）式中：Amin为立柱受应力比较集中的危险截面的最小截面积，rmin为立柱受应力比较集中的危险截面处的最小半径。
由以上计算可知，立柱受液压缸在工作时的中心载荷产生的应力小于立柱材料的许用应力值的范围，证明立柱直径大小选择满足液压机设计要求。
其次，按照立柱受液压缸在工作时的产生偏心载荷时的应力进行计算，即（4）式中：Nmax为立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的危险截面受到的最大拉力，Mmax为立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的危险截面受到的最大弯矩，A为立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的危险截面的面积，W为立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的危险截面的截
面系数，其中（5）在式（4）中，Nmax=，为计算出立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的应力，需要先将立柱受液压缸在工作时产生偏心载荷时的危险截面受到的最大弯矩Mmax计算出来。
下面将分析并计算其受到的最大弯矩。
在液压机安装模具时，由于安装误差造成模具上冲头的轴线与模具下冲头的轴线不在一条直线上，此时如果液压机工作，活动横梁在上液压缸的带动下做往复运动，由此产生的偏心载荷通过上横梁传递到导柱上去。
为了计算分析简便，需先把液压机上下横梁看作刚度无限大的物体，并且将液压机的梁柱组合式机架简化成如图3（a）所示的平面框架，此时图3（a）中液压机的工作负载由PH变为。
同样假设模具中心线相对于液压机的中心轴线偏移量为e，于是可得出活动横梁受到的偏心力矩为，并且活动横梁产生的侧推力为，同时液压缸的内壁的推力为F，则式中：h为立柱上下两台肩之间的距离，Zh为上工作液压缸活塞的中点到立柱上台肩之间的距离，Yh为活动横梁上的导套支承反作用力的支点到立柱上台肩之间的距离。
在上文中，液压缸内壁的推力F将进一步传递并转化为上横梁下表面的侧推力，并且在上横梁上产生一个大小为M1=FZh的力矩，立柱在此力矩的作用下在内部产生一个轴向力F1，其大小为转化为同等效果的受力分析图如图3（b）所示。
因为立柱内部产生的轴向力F1不产生弯矩，因此可在图3（b）的基础上进一步简化为如图3（c）所示的受力分析图。
如图3（c）所示的受力分析为三次超静定框架，为将三次超静定框架解出，需要在图3（c）中沿
A_B剖开，于是得到框架受力分析图3（d）。
由图3（d）可得：
在图3（d）中由剪切力Fτa、弯矩Ma及同时作用下可得出A处的转角公式
因为横梁在上述文中假定其刚度为无限大，所以立柱与横梁连结时始终保持在直角状态，由此得出θ为0度，
综上所述，由式（8）得出经过以上两种不同状态下的分析校核计算，证明立柱满足本次液压机的设计要求。
然后利用Solidworks软件对立柱进行有限元分析，与理论计算值进行对比验证。
5 立柱的有限元建模分析
5.1 立柱模型建立
鉴于立柱在根部较易断裂且受力比较复杂，因此将立柱根部受应力比较集中的区域作为研究对象，为了对模型进行分析，需要在建模过程中忽略掉立柱两端的螺纹和倒角，利用Solidworks软件通过拉伸特征建立液压机立柱的三维模型，模型如图4所示。
5.2 立柱静力分析
SolidWorks在进行有限元分析时同其他有限元分析软件类似，都需要定义材料的属性和模型的约束条件、加载模型所受的载荷以及划分网格，最后进行分析计算。
其中，立柱材料为
45钢，泊松比μ=0.29，抗拉强度为600MPa，屈服强度为355MPa，弹性模量E=205GPa，密度ρ=7850kg/m3；模型的约束条件加在立柱与横梁的接触面上固定约束；模型所受载荷为立柱的危险截面受到的最大拉力；模型网格划分的优劣影响着计算机计算的速度和精确度，由于立柱危险截面处直径为62mm，所以在对立柱进行网格划分时最长单元边长要小于62mm，为了提高精确度，本次选择最长单元边长为20mm，立柱划分后的有限元模型如图5所示。
经过Solidworks计算分析，其结果如图6和图7所示，图6中立柱危险截面处所受最大应力为289.6MPa，远小于立柱自身的容许应力530MPa；图7中立柱顶端的最大位移为
0.00056mm，远远小于设计值0.33mm/m。
立柱的有限元分析结果与理论计算结果情况一致满足设计要求。
结论
本次对小型液压机立柱的设计与强度分析，并且利用Solidworks软件对立柱进行有限元分析验证，为以后类设计、建模与分析打下了基础。
此次设计、建模与分析过程表明，利用Solidworks软件对设计的零部件可进行准确、便捷的建模与分析，为用户在设计制造时提供了可靠的理论验证依据。
参考文献
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