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變形肘桿機(jī)構(gòu)是大公稱力行程冷擠壓機(jī)的主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和承載部位，如圖所示。機(jī)構(gòu)的剛度影響著冷擠壓產(chǎn)品的精度，機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度影響生產(chǎn)過程的安全性。因此，需要對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行必要的有限元分析，以滿足機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和剛度的要求。
有限元模型，如所示劃分完的單元數(shù)為萬個(gè)左右，其中觸單元萬個(gè)左右，實(shí)體單元萬個(gè)左右，對(duì)于有限元分析來說，網(wǎng)格總數(shù)不是很多，但是其中包含萬個(gè)接觸單元，有限元分析中，接觸為最難處理的內(nèi)容之一，大量的接觸單元的存在，使得計(jì)算量非常大，尤其是對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存的要求相當(dāng)高，所以這是其中計(jì)算的難點(diǎn)所在。
選取載荷施加瞬間進(jìn)行分析，如圖。從圖可以看出，此時(shí)最大應(yīng)力為，從構(gòu)件的表面應(yīng)力值來看，此時(shí)最大應(yīng)力已超出材料的屈服極限，但考慮到?jīng)_擊載荷的性質(zhì)以及是否高應(yīng)力區(qū)穿透整個(gè)桿件，將應(yīng)力圖進(jìn)行剖分，觀察內(nèi)部應(yīng)力情況，如圖所示�？梢姲l(fā)生最大應(yīng)力的位置只是局部很小的范圍內(nèi)，其他位置的最大應(yīng)力均在保持在屈服強(qiáng)度之內(nèi)對(duì)于這種在范圍很小的局部發(fā)生高應(yīng)力的情況而言，并不會(huì)影響桿件本身和整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的安全性能。
選取計(jì)算一個(gè)周期的應(yīng)力曲線圖，如圖所示�？梢园l(fā)現(xiàn)在壓力機(jī)空程運(yùn)行時(shí)階段，各桿件的總體應(yīng)力很小且變化不大，只有在起始階段，當(dāng)機(jī)構(gòu)有靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的瞬間，應(yīng)力會(huì)出現(xiàn)一個(gè)峰值，這是由于瞬間的速度變化造成的慣性沖擊，而在運(yùn)行平穩(wěn)以后，應(yīng)力減小接近零，符合實(shí)際情況當(dāng)進(jìn)入工作行程階段，隨著金屬擠壓反作用力的瞬間施加，機(jī)構(gòu)的受力迅速增到最大，這一載荷突然的施加，也會(huì)造成瞬間的沖擊效果，因此出現(xiàn)應(yīng)力波動(dòng)的峰值，大約為，隨應(yīng)力逐漸趨于逐漸平穩(wěn)，達(dá)到下死點(diǎn)后，開始返程階段工作，此時(shí)機(jī)構(gòu)不再受力，所以整體所受應(yīng)力迅速變?yōu)?45左右為觀察每個(gè)構(gòu)件的受力情況進(jìn)而確定危險(xiǎn)部位，分別對(duì)個(gè)組成構(gòu)件進(jìn)行應(yīng)力分析。
從圖可以看出最大應(yīng)力發(fā)生的時(shí)刻是加載的瞬間，由力的沖擊造成的，發(fā)生的位置同樣為與其他構(gòu)件接觸并傳遞力的位置，最大應(yīng)力從圖L（M）的應(yīng)力剖視圖也可以發(fā)現(xiàn)，可以影響整個(gè)桿件的力學(xué)性能及安全特性的應(yīng)力也是發(fā)生在連接兩孔的桿體部位，可以載整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程及加載階段的安全要求。通過顯示應(yīng)力大于材料屈服極限的有限元模型部分，如圖所示可以發(fā)現(xiàn)，超過屈服極限的應(yīng)力發(fā)生位置僅僅在桿件的表面，且作用范圍很小所以并不會(huì)影響機(jī)構(gòu)的安全性能，并且可以通過滲碳及熱處理工藝，提高材料的表面硬度，從而避免桿件表面的形變和破壞。
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