目前陶瓷全自動液壓壓機機架的結構型式一般有四種：第一種是上、下橫梁為單獨的鑄件，有兩根或四根立柱，立柱需要預緊，預緊的目的是保證壓機工作時接觸面不出現分離，以提高整機的剛性；第二種是框板式結構；第三種是焊接或整體鑄造式框架；第四種是拉桿套筒式結構，該種結構也需預緊，但預緊長度不同。第二和第三種結構型式不需作接觸分析，本研究僅對兩立柱上、下橫梁分立式結構進行詳細有限元分析計算，圖是所分析的機架局部結構。
      立柱預緊方法一般采用電加熱法或拉力千斤頂法，先使立柱產生微伸長，然后旋合大螺母，當立柱降溫或千斤頂卸荷后，立柱預緊力就產生了，預緊力大小要保證壓機工作時接觸面不分離。傳統的計算方法是將立柱作為單向拉伸件，預緊力P0和預緊變形以關系為：以PollAE，AE為預緊段抗拉剛度，l為預緊長度。
      本研究按兩種模型對壓機機架進行力學分析，第一種模型按通常的有限元方法分別對壓機機架的零部件、整體進行分析，第二種模型在整機結構上分析預緊螺母與上梁、底座的接觸狀況，比較兩種分析結果，分析是在國產6噸壓機基礎上進行的。
      壓機上橫梁是機架的主要部件之一，其工作性能將直接影響整機性能。載荷分析:上橫梁載荷是通過法蘭螺栓作用在上橫梁上表面，按公稱壓力四分之一計算，將該載荷直接等效在螺栓位置上，壓制力通過模具底平面作用在底座上表面，按均布載荷處理，載荷值取壓制力四分之一，按圣維南原理，這種處理其計算結果在局部有一定誤差，在其它部位影響甚微。約束處理：約束處理恰當與否直接影響計算結果，要盡可能接近實際。由于對稱性，取上梁、底座四分之一部分進行分析，在相應的對稱面上對X向和Y向分別予以約束，在上梁分析中，由于法蘭螺栓載荷與螺母向下載荷在z向(垂直方向)自成平衡，故可在上梁邊緣上一點處給予z向約束，根據虛功原理，該處約束反力必為零，不影響計算結果。在底座約束方案中，除了在對稱截面上給予X向和Y向約束外，在底座底部給予Z向約束，這是由于壓機在實際工作中，底部不允許抬起。
      單元及結點：在部件分析中，上梁和底座全部采用四面體10結點單元類型，這是一種高精度單元，單元內部位移按拋物線插值，而單元內應力按線性規律變化。上梁共分71個單元，6372個結點，底座共分3846個單元，7474個結點。計算結果：圖分別是上梁和底座的von Mises應力云圖，由計算可知，上梁和底座除在中截面上有較大應力外，另一個值得注意的是與螺母接觸位置亦是高應力部位。產生這種結果的原因是上梁和底座均是深梁，剪力影響不容忽略，在上梁和底座的螺母接觸部位正是剪力最大部位，而傳統的剛架計算方法得出中部為高應力部位。
      上梁高應力位置在中截面頂部以及與上螺母接觸部位頂部內側，其中在中截面底部也有較大應力值，其中應力為57MPa，Tercsa*2應力為58MPa，底座高應力部位在下螺母接觸部位內側。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
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