大扭矩手提式液压扳手设计+CAD图纸(15)
在实际工程应用中，结构优化设计方法存在以下具体问题：
(1)建立数学模型时涉及面广( 如选定设计变量、选择目标函数、建立约束方程) ，且须注意应吸收工程经验，使得在现有条件下有解，且所得解易于在实际工程中应用，故而增加了设计的复杂性。如何改进中间函数及中间设计变量以得到约束函数的高度近似函数；如何有效地求得约束函数( 或中间函数) 对设计变量( 或中间变量) 的灵敏度。
(2)优化算法众多，对一般的设计者，往往不易选准计算方法，从而使设计趋于复杂。
(3)编制计算机程序及计算的工作量很大。结构优化设计由于存在以上具体问题，限制了相当部分设计人员参与，以致造成适用面极小的现状。 在工程实际应用中，许多结构的优化设计往往并不容易。原因之一就是优化模型中的目标函数或约束函数不能写成设计变量的数学显式，因而难以进行每次迭代中的函数运算。如复杂结构在强度、刚度约束条件下，由于形状的复杂性以及存在应力集中等现象，结构最大应力及给定点处的变形量就很难用弹性力学公式写出。即使是一些相对简单的结构，如果对其动态性能有约束限制，结构的固有频率也难以用一个数学显式表达。
5.3 壳体的静态校核
图5.3：壳体零件
将壳体结构简化，具体形状尺寸为：长=150mm，宽=70mm，高=127mm。壳体自身重力可以简化为平均分布在壳体上的分布力，预定装载质量为60kg。
则平均分布力
较核安全因数
壳体在工作前起到了支撑的作用，在工作过程中F的作用下，壳体处于静太平衡状态。此时壳体受力情况，约束A处和B处的支反力分别为和，其中CA=150mm，AB=70mm m，BD=127mm。
由静力平衡可得：
壳体在CA，AB，BD三段内所受的剪切力和弯矩各不相同，应分段分析：
综上可得，壳体在静态时安全，符合强度要求。
5.4 壳体的加载校核
在加载振动工作过程中的主要振动元件是在A处和B处用于起支撑壳体作用的四根板弹簧，且为了使壳体在振动过程中相对于水平面不出现由于A处与B处的板弹簧受力不均而出现的夹角，使整个下料不均，因此应该使的受力相等，从而使壳体在振动过程中趋于相对的平稳。且激振力主要作用于主振元件—板弹簧，所以最大振幅即为板弹簧的最大振幅。设连杆作用于壳体的激振力作用于壳体处，壳体自身重力和预重量之和与静态分析时相同处理。此时壳体受力情况约束A处和B处的支反力分别为
则使板弹簧产生最大挠度的力
壳体在各段内的剪切力，拉压应力和弯矩个不相同，分段分析：
综上可得，壳体在工作状态下的应力符合安全要求。
第优尔章 液压扳手的应用研究
6.1 国内液压扭矩扳手的应用状况
液压扭矩扳手是超高压产品，市场上主流的液压扭矩扳手所用液压泵的最大工作压力通常在70-80Mpa，使用不当可能会带来危险，也会为工作对象留下安全隐患，可能会造成重大损失。因而在应用过程中对使用者的素质有着很高的要求。在英国，操作液压扭矩扳手的工人需要到政府制定的专业的公司进行培训，培训合格后拿到Assembling and Tighting Bolted Connections 证书才能够上岗操作。相比之下，国内液压扭矩扳手的作业人员培训方面培训力度不够。在使用过程中存在许多野蛮操作等实际问题，比如有的现场工人直接提着液压软管来运输液压扭矩扳手。另外，在螺栓拆装过程中通常并不计算实际所需的扭紧或者拆松力矩，直接使用液压扳手的最大输出扭矩，一方面容易对螺栓造成永久性破坏，同时也极大的降低了液压扭矩扳手的使用寿命。液压扭矩扳手的反作用臂和壳体之间是花键联接的，反作用臂与壳体之间的角度可以在360 度内选择，以方便反作用点的选择，但是选择不同角度对液压扭矩扳手的工作寿命是有很大的影响的，但是大多数的现场工人对此并不清楚。因而，本文对不同角度下的模型进行了有限元分析，得出了在不同角度工作状况下，液压扭矩扳手的最大应力，为在实践中更好的使用液压扭矩扳手提供了理论基础。
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