压力机横梁体结构强度分析与验证

孙国栋，赵忠乐，田广伟，郭 楠

（济南二机床集团有限公司，山东 济南 250022）

横梁是压力机的重要组成部件，其强度和刚度是设计关注的重点。有限元法在结构中的应用为大型复杂结构件的结构分析提供了一种高效、精确的分析方法[1]。本文应用有限元分析软件，计算出公称力12000kN 压力机横梁的应变值。同时，在实际工作状态下，对公称力12000kN 压力机横梁进行动态测试，提取测试数据，与有限元分析数据进行对比，进而验证有限元计算的准确性。为后续机身进行改进设计，降低大型压力机的成本，实现轻量化的要求提供技术支持[2]。

1 横梁体结构

12000kN 机械压力机横梁结构主视图，如图1所示。

图1 横梁体主视图

12000kN 压力机的横梁内部结构包含齿轮传动，与横梁体装配成一体，其偏心轴与前后主筋的位置如图2 所示。

图2 偏心轴与前后主筋板位置

该型压力机最大公称力为12000kN，其横梁体主要由Q235-A 钢板焊接而成，Q235-A 材料属性如表1 所示。

表1 Q235-A 材料属性[3]

2 横梁体有限元分析

2.1 横梁约束条件的确定

横梁体进行有限元分析时，计算加载的方式与实际的工作受力相同，横梁体的受力来自于偏心轴（滑块传递给连杆，连杆通过偏心齿轮传递给偏心销轴），横梁与立柱接触面、心销轴与横梁体接触面添加无摩擦约束，拉紧螺栓孔处添加圆柱约束。

加载模型为横梁体四分之一模型，加载计算如图3 所示。

图3 横梁体四分之一模型

2.2 横梁体应变有限元计算

在工作载荷加载到9000kN 的条件下，对横梁体进行有限元分析（测点按照自低速轴中心向上各间隔200mm 标注）。……