濟(jì)南鉑鑒試驗(yàn)機(jī)廠家利用拉力試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸試驗(yàn)是保證吊鉤總成產(chǎn)品質(zhì)量和使用可靠的關(guān)鍵性試驗(yàn)。然而,完成1000噸大噸位吊鉤總成拉伸試驗(yàn)需要專用的拉力試驗(yàn)機(jī),投入大、風(fēng)險(xiǎn)高,需要特殊定制。根據(jù)某吊鉤生產(chǎn)企業(yè)需求,濟(jì)南鉑鑒試驗(yàn)機(jī)廠家對1000噸吊鉤總成專用拉力試驗(yàn)機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

首先根據(jù)1000噸吊鉤總成拉力試驗(yàn)機(jī)功能要求,確定了主機(jī)結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)方案,采用臥式框架結(jié)構(gòu)對框架結(jié)構(gòu)及橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始設(shè)計(jì),利用三維建模軟件UG建立拉力試驗(yàn)機(jī)主機(jī)模型,并檢查裝配干涉,然后利用有限元軟件對1000噸吊鉤總成拉力試驗(yàn)機(jī)主機(jī)框架結(jié)構(gòu)及橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析,得到可輕量化的條件,建立以主機(jī)自重降低為目標(biāo),以最大應(yīng)力小于鋼板的許用應(yīng)力及主機(jī)結(jié)構(gòu)最小變形量為約束條件的主機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型,通過反復(fù)的建模與分析,完成了主機(jī)框架的優(yōu)化設(shè)計(jì),改善了其整體應(yīng)力分布,安全系數(shù)均符合要求,與主機(jī)框架優(yōu)化前相比,最大應(yīng)力減少了36.7%,變形量同樣減少了25.1%,主機(jī)總重由原先的85374.6Kg減至66618.6Kg,降低了22%,同時(shí)也降低了主機(jī)占用體積,獲得了較為合理的主機(jī)框架結(jié)構(gòu)。

鉑鑒拉力試驗(yàn)機(jī)主機(jī)框架是通過厚板多道焊焊接而成,焊后殘余應(yīng)力較大,本文選取拉力橫梁部分利用焊接有限元分析軟件進(jìn)行多道焊焊接模擬,獲得焊后殘余應(yīng)力分布；在樣機(jī)制造前對結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接優(yōu)化及焊后殘余應(yīng)力分布預(yù)測,保證了拉力試驗(yàn)機(jī)的工作性能及成本控制,研究成果在企業(yè)生產(chǎn)拉力試驗(yàn)機(jī)過程得到應(yīng)用,同時(shí)為大噸位拉力試驗(yàn)機(jī)的設(shè)計(jì)提供借鑒。