为了提高有限元分析的效率，必须考虑载荷因素，对实际结构进行合理简化，保留能够反映工程结构特点的主要特征，省略对分析结果影响很小的次要特征。在工作载荷较小的部位，将模型中的一些工艺结构如凹槽之类予以省略，对于倒角、螺钉孔、螺栓孔、小圆孔、定位销孔、对整体刚度影响的小孔均不考虑；保留可能对整体刚度造成影响的结构如：左挡板55*145方形通孔、右挡板通孔、中件通槽与方形通孔等；将双头螺杆拉杆简化为台阶轴。
      由分析可知，机械设备机架受到的载荷有：轧制力，作用于左挡板右侧和右挡板左侧并相互平衡；主轧制扭矩，由主电机传递给主轴最终作用于机架；进给扭矩，由安装在右挡板右侧的进给电机传递给滚珠丝杠并传递给滑块、导轨、中件，最终在机架内部平衡。
      G56U90型数控精密冷辗环机设计额定轧制力为65000N，最大轧制力为100000N。按同步转速1500r/min，功率11Kw主电机额定负荷计算，主轧制扭矩为650.7N.m。进给电机采用滚珠丝杠传递动力给滑块，其扭矩更低。
      因此，可以忽略主轧制扭矩和进给扭矩两个载荷的作用，同时忽略重力的影响，只考虑轧制力对机架的作用。通常情况下轧制力为0~65000N，极限情况下为0~100000N。轧制力变化缓慢，可以看作静载荷处理，按照额定工况65000N分析。
      机架在用拉杆连接时，左挡板1、右挡板4、中件6、前拉杆套3、后拉杆套2会受到预紧力的作用，使螺栓在受工作荷载之前有个伸长量，机架各部位因3个拉杆预紧而产生应力与应变，这个过程称为预紧。预紧的作用在于增强连接的可靠性和紧密性，以防止受载后被连接件间出现缝隙。
      杆套与中件的收缩量都远远小于拉杆伸长量。因此，近似取各拉杆右端面与右挡板右侧面在预紧时的相对位移等于0.564mm。总预紧力略小于4*133900=535600N，远远大于最大设计轧制力100Kw。
      根据实际载荷与工作条件，设置边界约束和载荷如下：边界约束：1.考虑到中件固定在机床底座上，设置中件底面F方向位移为0；2.设置右挡板与3个螺母接触元环面G向位移为0，同时设置拉杆G向位移为0.564mm。
      载荷：轧制力作用于左右挡板为均布力，合力为0。分别取值为0、20、40、60、65、80、100Kw进行分析。左挡板承载面为矩形截面，面积为0.057mm，右挡板承载面为元环形截面，面积为0.002346mm²。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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