矩形板壳类零件的成型方法主要是采用大型压力机进行冲压成型或者压制成型,压力机一般采用液压驱动.使用普通圆形油缸成型矩形零件时,为使压力在成型零件表面分布均匀,需使得矩形成型部分被包含于油缸活塞面积之内,这势必会使圆形油缸的活塞尺寸加大,从而增大整个压力机的体积.为了减小油缸及整个液压设备体积,并保证工作区域内压力均匀分布,提出一种中凸形矩形油缸结构,采用ANSYS软件进行有限元分析,获得油缸的应力及变形分布,在此基础上提出矩形油缸优化结构方案.

在分析液压机的油缸结构的基础上认为矩形油缸具有极好的工艺适应性具有有效工作面积大、载荷传递路径短等优点但存在应力应变问题严重等缺点.通过选用高强钢丝预应力缠绕结构和对预应力缠绕油缸不同的缠绕曲面进行计算得出了最佳的缠绕曲面为椭圆结构并通过力学分析提出了矩形油缸椭圆缠绕曲面的设计准则.