式中： P四柱液壓機的公稱壓力，kN；L— — 立柱中心距，mm；S—— 上橫梁的最小橫截面積，mm 。
上式僅對上橫梁作粗略估算，為下一步優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
1．2 建立基于Pro／Engineer的三維模型為使焊接應(yīng)力盡量均勻及采購型材型號統(tǒng)一，以及建立模型時減少參數(shù)個數(shù)，本文設(shè)計的肋板厚度相等，5個鋼桶的壁厚稍大于肋板厚度，4個對角線上的肋板厚度為 Js +10)mm，其余肋板厚度為DSlllm，上下兩腹板厚度為D ，5個管形型材的壁厚取(DS_A+10)mm，腹板周邊到肋板的距離取DS_A值。
為防止肋板受力時橫向彎曲，肋板的高度應(yīng)小于等20倍的肋板厚度．取上橫梁厚度為 (16DS_A +2D|s日)mml”。。考慮上橫梁的加工工藝性，其厚度不宜過大．根據(jù)實際Q235板材厚度． 暫取DS_A=30 mm、DS H =50mm建立三維模型，獲得 圈3 上橫梁三維模型圖上橫梁的結(jié)構(gòu)圖。最終效果見圖3。
1．3 模型的初步優(yōu)化
利用Pro／E的行為建模技術(shù)，利用式(2)和式(3)
確定DS_A和DS H的值，以免有限元模型初次計算時應(yīng)力值偏離目標(biāo)結(jié)果太多．也可節(jié)省有限元計算時間。在此，由于沒有考慮偏載影響．計算時載荷應(yīng)取1．2尸進(jìn)行有限元分析，取立柱螺紋的殘余預(yù)緊力為0．5×鉸鏈支捌公稱載荷1．2P／430 ~750＼殘留預(yù)緊載荷0．5×1．2P／4
圖4 上橫粱載荷分布圖

1．2P．四柱液壓機載荷分布圖見圖4。
取30≤州≤ D和50<~Ds_月≤80，通過Pro／E的多參數(shù)化分析，建立關(guān)系式(切應(yīng)力Q，彎曲應(yīng)力 )翻：
公式
可得切應(yīng)力和彎曲應(yīng)力關(guān)于DS_A和DS_H的一系列值，見表2(從左到右依次為切應(yīng)力(Q)、彎曲應(yīng)力㈣、DS_ A和D 值)，經(jīng)觀察第4組數(shù)據(jù)較滿意。圓整后取DS_A=40，DS_H=77重建模型，為下一步有限元模型的建立奠定基礎(chǔ)。

1．4 建立有限元四柱液壓機模型進(jìn)行分析
1)建立有限元模型：由于為對稱結(jié)構(gòu)，取其四分之一進(jìn)行有限元劃分和計算。將模型導(dǎo)入到ansys一workbench并簡化．簡化的有限元模型見圖5～圖7。約束載荷見圖6，對于立柱孔處的下表面需考慮殘余預(yù)緊力的存在，其大小參考圖4載荷分布圖。殘余預(yù)緊力顯示為C Force 2，工作載荷顯示為B Force．對上橫梁的上表面的立柱螺帽接觸面添加約束類行為FrictionlessSupport的約束．顯示為A Frictionless Support。使用實體網(wǎng)格模型，對肋板添加映射網(wǎng)格控制，其余按照默認(rèn)設(shè)置進(jìn)行網(wǎng)格劃分．其效果見圖7。
2)優(yōu)化模型：運行分析。并進(jìn)入DX建立表格，(以DS A和DS tt為自變量，上述各面的最大應(yīng)力值及上下兩面的最大變形量為目標(biāo)變量的表格)進(jìn)行列表計算。設(shè)置各個應(yīng)力及變形量的收斂率20％進(jìn)行列表計算。DS_A和 的值以實際的板厚系列取值，如見表3。比較發(fā)現(xiàn)第2、3兩組數(shù)據(jù)均較接近許用應(yīng)力78．33 MPa，取第2組數(shù)據(jù) =35；DS_H=72，重建模型，再次進(jìn)入DS，細(xì)化網(wǎng)格，網(wǎng)格細(xì)化共有67 577個節(jié)點、374 96個單元，設(shè)置應(yīng)力及變形量的收斂率為5％ 進(jìn)行計算．獲得最終的模型應(yīng)力值和變形量。發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)力出現(xiàn)在四柱液壓機上橫梁與立柱螺母的接觸處。大小為74．608 MPa，見圖8，立柱的平行方向最大變形位移為0．000 856 mm，見圖9，遠(yuǎn)小于工程許用值，符合國家標(biāo)準(zhǔn)。