薄壁卷圆管自定心夹具结构优化设计

戴彬 钱应平 薛杭 车沈炀

［摘要］ 为满足不同直径、长度、厚度规格的圆筒类工件焊接过程中的装夹需要并减轻其夹具的质量。通过自定心夹具的结构设计及受力分析，建立夹具结构的有限元模型，并使用有限元分析获得夹具的静态特性。在此基础上利用尺寸优化的设计方法，对其进行了以减轻质量为目标的优化设计，最终完成了对V型夹具的轻量化设计。将优化后的V型夹具与优化前进行比较，结果显示：在夹具最大变形量小于0.5 mm且最大应力值小于156  MPa的情况下，单个V型块的质量由初始設计时的33.854 kg减小到了14.954 kg，减轻了55.83%。通过尺寸优化设计，减轻了夹具质量，提高了夹具的工作性能，该研究结果可对圆管直缝焊接设备的夹具相关研究提供参考。

［关键词］ 自动定心夹具； 受力分析； V型夹具； 优化设计

［中图分类号］ TH122［文献标识码］ A