基于有限元的船舶液压油缸活塞杆端头优化设计

庄攀

（常德达门船舶有限公司，湖南 常德415700）

0 引言

液压油缸是将液压能转化为机械能，主要做直线往复运动的重要执行机构，结构简单，工作可靠，液压油缸广泛应用于船舶、工程机械、港口起重等工程作业中。

伸缩式液压油缸的结构主要由缸筒、缸盖、活塞杆、密封装置、缓冲装置等部分组成，本文研究对象为活塞杆杆头，作业时该部件的整体屈服强度与刚度要求较高。目前，基于有限元分析和三维建模技术应用较为广泛，能有效提高零部件设计效率，降低设计成本。本文基于有限元校核分析对活塞杆端头进行静应力分析与优化设计。

1 有限元分析应用

有限元分析技术在工程技术领域应用越来越广泛，完全替代较高研发成本、较长周期试验、不确定性研发结果的传统研发。尤其是新产品研发过程中关键特性验证，设计工程师可以创建虚拟样机实验设计出准确可靠的研发方案，大幅度提高新产品研发成功率，降低新产品开发成本，加快新产品开发效率，顺利完成新产品的开发过程。

随着工程作业设备大型化、作业工况复杂化，作为关键执行部件的液压油缸，受力情况越来越复杂，常规的受力校核方法已经不能满足工程实际需求。现以某型船舶甲板起重液压油缸起重过程为研究工况，利用有限元分析技术对重要受力位置的屈服强度和抗拉强度进行校核计算，从而验证目前的结构受力是否达到设计要求，各部件的安装是否满足船舶主体结构较小空间，最后根据分析结果与预安装反馈对液压油缸进行结构优化，上述校核分析与优化设计对重型液压油缸的可靠性提升具有较重要的意义。……