四柱液壓機(jī)上橫梁選用SOLID185單元類型,劃分網(wǎng)格,在ANSYS中建立四柱液壓機(jī)上橫梁1/2模型。四柱液壓機(jī)上橫梁結(jié)構(gòu)和所受載荷Y向?qū)ΨQ,在結(jié)構(gòu)對(duì)稱面上施加對(duì)稱約束;四柱液壓機(jī)上橫梁、立柱、工作臺(tái)通過(guò)立柱和螺母連接,在螺母作用面上施加z向位移約束;在上表面的左前角點(diǎn)施加X(jué)、Y方向位移約束,限制剛體位移。施加載荷,液壓缸的工藝反力作用于四柱液壓機(jī)上橫梁,以液壓機(jī)的公稱壓力2 000kN作為計(jì)算載荷,以均布力的形式作用在相關(guān)作用面上,由于受到偏心載荷影響,以1.2倍載荷施加;液壓缸的重力作用在上表面的環(huán)形面上;考慮到橫梁較重,將其自重作為載荷施加到機(jī)體上;立柱支撐處承受0.5MN方向向下的拉力。
求解分析得到:四柱液壓機(jī)上橫梁最大位移變化值發(fā)生在四柱液壓機(jī)上橫梁的液壓缸孔,最大位移變化量為0.047 837mm,小于四柱液壓機(jī)上橫梁的許用值。應(yīng)力變化最大的部位分別在四柱液壓機(jī)上橫梁的液壓缸孔、立柱孔下端、立柱上端與橫梁上表面過(guò)渡圓弧處,最大應(yīng)力值為34.8 MPa,小于鑄鐵的許用應(yīng)力。四柱液壓機(jī)上橫梁符合設(shè)計(jì)要求,但有較大優(yōu)化余量。據(jù)上述有限元分析結(jié)果,設(shè)計(jì)安全,但造成材料浪費(fèi),因此提出改進(jìn)方案。依據(jù)變形及最大應(yīng)力位置,改善四柱液壓機(jī)上橫梁參數(shù)。
修改模型,達(dá)到節(jié)約材料、減輕重量均衡應(yīng)力的目的。進(jìn)行靜力分析得到結(jié)果顯示,改進(jìn)后最大應(yīng)力值為43 MPa,比改進(jìn)前增大,過(guò)渡圓弧處應(yīng)力得到改善;改進(jìn)后的最大位移變化值為0.061 5 mm,在允許的范圍內(nèi),達(dá)到改進(jìn)目的。