彈簧試驗機(jī)是通過被測彈簧在已知(zhī)載荷(hé)作用下的變形(xíng)量來測試其剛度的。為了提高拉壓彈簧(huáng)試驗機的試驗(yàn)精度，滿足廣大用(yòng)戶的需(xū)求，首要任務就是提(tí)供試驗機的結構剛度，減小其橫梁結構在工作載荷作用下(xià)的撓度。
彈簧拉壓試(shì)驗機采用門式(shì)結構，最大拉壓工(gōng)作載荷為100KN。由于試(shì)驗機結構為多個零部件(jiàn)組成的裝配(pèi)結構，各零部(bù)件(jiàn)之間既非剛(gāng)接又非鉸接，而是通過緊固螺栓、軸承等方式連接，各零部件之間存在大量接觸問題(tí)。這就使該結構分析變成(chéng)負責的接觸非線性分析(xī)問題，需要采用接觸副單元并(bìng)進行大量叠代計算；另外本彈簧拉壓試(shì)驗機結構分析還存(cún)在螺栓(shuān)連接的預緊力施加以及軸承連(lián)接的等效剛度、等效(xiào)彈性模量等問題。
中試彈簧拉壓試驗機解決了以(yǐ)上問題，完成了該彈簧試驗機有(yǒu)限元分析的建模工作(zuò)。并利用有限元分析軟件對該試驗(yàn)機的2中最(zuì)大試驗載荷工況成功地進行了結構有限(xiàn)元分析，得到了各工況下結構應力的分布和應力較(jiào)大的危險點及各橫梁的Y向變形量(liàng)，及各橫梁的撓度(dù)，為彈簧拉壓試驗(yàn)機的結構優化奠定了基礎。
中試對公(gōng)司生産的彈簧拉壓試驗機(jī)進行大量的結構優化，在試驗機外圍尺寸不變的前提下，不斷尋求試驗機内部結構的設計方案，以盡可能降(jiàng)低其橫梁(liáng)結構的撓度，為此，根據結(jié)構不同部位尺寸對橫梁撓度的影響以及結構應力分布選擇合适的(de)設計(jì)變量，約束條件及目标函數，建立該結構的優化(huà)設(shè)計數學模型；采用ANSYS與導重法相結合的結(jié)構優化方法，完成了試驗機結構的構件尺寸(cùn)優化(huà)設計。在結構重量不(bú)變和滿足(zú)材料(liào)許用(yòng)應力的前提下，試驗機滿載壓力試驗時，橫梁、壓盤Y向變形量由原來(lái)的0.320mm下降到0.199mm，下降37.8%；試驗機(jī)滿載(zǎi)拉力(lì)試驗時，橫梁、壓盤Y向(xiàng)變形量由原來(lái)的1.372mm下降到0.290mm，下降78.9%。
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