施跃文

（福建海源自动化机械股份有限公司，福建 福州 350101）

基于拓扑优化的压机下梁结构设计与分析

施跃文

（福建海源自动化机械股份有限公司，福建 福州 350101）

基于拓扑优化的产品结构优化设计已经成为产品概念设计的有效工具。为实现某型压机的轻量化设计，以下梁零件为例，在满足装配、制造工装等约束前提下，利用结构拓扑优化方法获得最优的材料分布结构形式，由此提出新的下梁结构设计方案。利用有限元分析方法验证新设计的有效性。在保持原结构刚度性能前提下，将零件的体积减小了16.5%，达到了预定的目标要求。所采用的技术方案便于工程实施，为压机机架的主要零件结构设计提供了有效的参考和指导。

结构拓扑优化；有限元；液压机机架

0 引 言

合理设计液压机机架有利于减轻整备重量、提高成型精度、减少制造和运输成本等，也有助于提高资源利用率，减少碳排放。对陶瓷砖、耐火砖等粉末成型压机而言，机架刚度如果较低，主油缸内的高压油就需要频繁地补偿机架变形，不仅消耗大量能量，也影响到制品的成型精度及工作效率。反之，如果机架刚度储备过大，则导致主机重量偏大，造价和安装费用增加。以海源某型耐火砖压机为例，其整机性能已经达到国外同类竞争产品的技术水平，但是整机重量比国外竞争产品重了不少。这其中固然有原材料性能及工艺差异的原因，但是设计水平也是一个不容忽视的因素。……