上传动快锻压机活动横梁结构拓扑优化分析

姜 峰，马学鹏，何琪功

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司， 甘肃 兰州 730050)

·设计计算·

上传动快锻压机活动横梁结构拓扑优化分析

姜 峰，马学鹏，何琪功

(兰州兰石能源装备工程研究院有限公司， 甘肃 兰州 730050)

利用SolidThinking Inspire拓扑优化分析软件，对45 MN快锻压机活动横梁进行结构优化。建立活动横梁的优化分析模型，以活动横梁整体刚度最大为优化目标，利用先进的OptiStruct优化求解器进行优化求解，得到活动横梁质量降低65%的最优设计方案，并对最优设计方案进行3D模型再造及设计强度分析，验证活动横梁拓扑优化分析结果的可靠性。

快锻压机；活动横梁；SolidThinking Inspire；拓扑优化

0 前言

大型锻压机作为一种重要的金属压力加工设备，其在国民经济各部门获得了广泛的应用。锻压机大都采用三梁(上梁、下梁和活动横梁)的结构型式，其主要结构一般由铸钢浇铸而成。活动横梁一般承受液压缸柱塞的输出力及砧子压缩工件的反力作用，是锻压机的主要受力部件，同时，活动横梁的刚度将直接影响锻压机的成型精度。因此，在锻压机的设计中，如何做到使活动横梁的刚度强度达到设计要求就成了大型锻压机设计的关键技术之一。采用现代设计方法对活动横梁进行结构优化设计，对提高使用寿命、成型精度、增加经济效益具有重要意义[1]。文献[2-6]研究了机架、上横梁、组合式下横梁的结构有限元强度刚度，并注明了分析中的关键步骤和注意事项。文献[7]利用有限元分析的方法进行强度校核-结构改进-再校核-再改进的方式完成了上横梁结构改进设计。……