焊接夹具中base板轻量化设计和计算仿真.pdf

第36卷 第6期 上 海 金 属 Vo1．36，No．6 58 2014年 l1月 SHANGHAIMETALS November，2014 焊接夹具中base板轻量化设计及计算仿真 罗成浩 黎军顽 左鹏鹏 吴晓春 (上海大学材料科学与工程学院，上海 200072) 【摘要】 对焊接夹具中base板进行了高强度钢板换用及结构优化，并辅以计算机仿真进 行轻量化设计。设计结果表明：base板材料由Q235换为Q690并进行结构优化后，厚度减薄5 mm，重量减轻20％，最大等效应力减小 1．8MPa，且变形量不变，变形区域减小。轻量化后的 base板成功应用于工业生产，大大提高工作效率，降低维修成本。 【关键词】 base板 焊接夹具 轻量化设计 计算仿真 LIGHTWEIGHT DESIGN AND SIMULATIoN oF BASE PLATE IN WELDING FIXTURE LuoChenghao LiJunwan ZuoPengpeng WuXiaochun (SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China) 【Abstract】 Inordertoachievelightweightofbaseplateintheweldingfixture，materialhas beenchangedtohigh strengthsteelbycomputersimulation andstructuraloptimization．Thedesign indicatedthat：whenthematerialofbaseplatehasbeenchangedfromQ690toQ235withstructural optimization，thethicknessofbaseplatedecreased5mm，theweightreduced20％ ，maximum stress reduced1．8MPaandthedeformationsubstantiallyunchanged．Finally，thelightweightbaseplatehas beenusedinindustrialproductionsuccessfully，whichgreatlyimprovedwork efficiencyandreduced maintenancecosts． 【Key Words】BasePlate，WeldingFixture，LightweightDesign，Simulation 随着国内制造行业的Et益发展，为了响应我 电机、转台等部件负载过大，导致焊接夹具配套设 国当前节能减排、降耗增效的制造理念，汽车、制 备维修频率提高，维修及更换费用增大，工作效率 造设备等领域已将轻量化设计作为 日后发展的重 降低。经分析主要是因整套焊接夹具重量偏重，配 点。因此，如何解决轻量化问题已成为世界各国 套设施不堪负荷，需要对其进行轻量化设计。其中 研究者关注的焦点…。现阶段的轻量化主要是 base板是整个焊接夹具质量最大的部分，也是进行 通过高强钢板的替代及设备结构的优化来实现。 设计改进最可行的部分。本文基于焊接夹具 中 采用高强钢板的主要效果有：一是材料强度提高 base板轻量化要求，主要从 base板材料的换用、结 保证了设备的安全，二是厚板减薄可使结构轻量 构的改进两个方面考虑，通过计算机仿真实现其轻 化，减少设备的负载，提升工作效率 J。同时通 量化设计，并将最终设计运用于实际生产。 过计算机仿真辅以设计并预测高强钢板轻量化设 1 base板材料换用设计 计的可靠性。