基于Workbench的重型电动数控螺旋压力机机身轻量化设计

针对当前压力机机身笨重与材料浪费的问题，以EP-12500重型电动数控螺旋压力机机身为研究对象，探索压力机机身结构的轻量化设计方法。首先，基于Workbench对压力机机身进行有限元分析，得到机身应力值远小于材料屈服强度的非承载区域；然后，采用拓扑优化模块对机身非承载区域进行拓扑优化；最后，以质量最小化为目标，确定机身结构材料去除区域的具体位置，实现对机身结构的轻量化设计。优化结果表明：优化后压力机机身的体积与质量均减小了9.65%,实现了机身轻量化，减少了制造成本；机身预紧工况下最大变形量增加了0.17 mm,打击工况下最大变形量增加不足0.01 mm,与原机身变形基本一致；机身预紧工况下垂直刚度为8.21 MN·mm^-1,打击工况下垂直刚度为13.08 MN·mm^-1,均满足使用要求；机身预紧工况下最大等效应力降低了2.51%,打击工况下最大等效应力降低了18.3%,降低了底座承受的冲击力，提高了底座的使用寿命。