本文采用有限法对拔伸水压机前梁进行失效分析和结构尺寸优化。拔伸水压机前梁是热拔伸加工设备中的一个关键性零件,该零件中心有五个圆柱孔,内部有十二个空腔,表面有许多孔洞,结构复杂。在生产过程中受到坯料的热影响作用很大,零件局部多次开裂。有限元法是解决该问题的最有效途径。有限元法是求解数学物理方程的一种近似方法。它的求解范围涉及热、结构、电磁等多领域问题,能够适应结构复杂、载荷多样、线性或非线性模型的求解。有限元CAE分析软件是计算机技术、数值计算理论、和有限元理论相结合的结果,它是进行有限元分析的理想方式。利用有限元CAE软件进行结构分析能够解决结构复杂、载荷多样的零件失效问题,建立参数化的模型还能实现零件结构尺寸优化,实现零件的可靠性设计。研究内容主要分三大部分:热分析、热应力分析和结构尺寸优化。热应力是零件局部开裂的直接原因,因此本文首先利用ANSYS对零件进行热和热应力分析。热分析得到零件内部的温度分布和热流方向,可分析零件热膨胀和内部传输的瓶颈。热应力分析建力在热分析基础之上,得到内部零件的热变形图和应力分布图,由变形图反映零件形变过程和趋势,由应力分布图得到零件应力分布,零件中应力集中部位就是零件可能出现开裂的位置。热应力分析为结构优化提供依据。零件壁厚是需要优化的关键性尺寸,本文使用ANSYS参数化设计语言(APDL)建立零件的参数化模型。通过对不同尺寸系列的零件模型进行热应力分析和相应的后处理,优化得到可靠尺寸和零件模型。有限元结构失效分析和结构优化设计的结果是完全定量化的,具有可靠性高、适应范围广等特点,该方法是设计制造加工的一种发展趋势。