机架是连续挤压机上的基础部件,也是极为重要的承载部件。过去一直在用传统的方法设计机架。传统的工程计算采用类比的经验设计方法,在验算机架结构的强度与刚度时,为了可靠起见,常常选择过大的安全系数,造成所设计的机架结构尺寸与重量偏大[1]。所以,在满足使用要求的前提下,减轻机架的重量显得十分必要,这将可以节省材料、降低能耗和减轻环境污染[2]。本文围绕机架的轻量化这一问题,主要借助有限元分析软件ANSYS展开研究工作。首先,对机架进行受力分析与载荷计算。利用结构力学和理论力学的相关理论完成了受力分析的简化,确定了研究安装于机架上的压紧缸、靴座、挤压轮和压实轮对挤压机机架的作用影响;通过理论分析与计算,得到了机架相应受力区域的载荷大小,同时建立了机架的力学模型,为机架的后续有限元模拟仿真奠定了基础。其次,利用通用有限元分析软件ANSYS对机架进行强度分析。采用实体建模的方式在ANSYS中建立机架的几何模型,进而选取合适的单元与网格划分方法生成机架的有限元模型;通过对有限元模型的计算,掌握了机架的应力分布情况,并完成了机架强度的校核,得出可对机架进行轻量化的结论。接着,在现场对机架进行了应力测试实验。利用DH-5920动态信号测试分析系统采集到挤压机工作时机架的应力曲线;在比较分析了实验结果与有限元模拟结果后,发现实验结果验证了有限元模拟结果的正确性。最后,对机架进行轻量化的结构改进。利用ANSYS中的工具进行多次尝试,最终找到了一个满足要求的最优轻量化方案,可作为以后机架设计的参考。