液压缸缸筒轻量化设计及理论研究

来源：机床与液压杂志2024年第10期北京时间：

作者：罗建军，傅连东

单位：武汉科技大学机械自动化学院；武汉科技大学机械自动化学院;武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室

摘要：研发一种具有金属内衬的法兰式碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）液压缸缸筒，通过复合材料的本构关系和厚壁圆筒理论推导CFRP缸筒的应力应变公式，建立数学模型，并结合强度和刚度理论，进行液压缸缸筒轻量化研究。运用Abaqus软件进行仿真分析，验证所提出方案的可行性，联合Isight软件进行优化设计，以DOE试验设计寻找最优解。结果表明：优化设计后，CFRP缸筒满足强度和刚度要求；液压缸缸筒质量由16.58 kg减少到5.26 kg，总体减轻68.3%，达到轻量化设计目的。

关键词：液压缸;轻量化;碳纤维增强树脂（CFRP）;DOE试验设计

基金资助：国家自然科学基金面上项目（51975425）