本结构中夹紧横梁选用的材料为QT500，其弹性模量为1.54 ，泊松比为0.3，屈服极限为320MPa 由于导向柱比较长，考虑到本身的刚度要求，选用的材料为40Cr，其弹性模量为2.11%10 5 MPa，泊松比为0.277，屈服极限为860MPa 两种接触体的硬度相差不大，且都是变形体，因此，夹紧横梁和导向柱间的接触问题确定为柔体－柔体的接触，摩擦系数为0.2 =；=接触单元的选择ANSYS采用接触单元来模拟接触问题接触单元就是覆文章编号。机械设计与制造盖在接触表面上的一层单元，它可以跟踪接触位置保证接触协调性即防止接触表面互相穿透在接触表面之间传递接触应力" ANSYS中有三种不同的接触单元来模拟接触面面接触单元点面接触单元和点点接触单元"采用面面接触单元来模拟夹紧横梁与导向柱的接触"面面接触单元是在面的高斯点处传递压力其主要优点有与低阶单元和高阶单元都兼容，能够提供更好的接触结果如接触压力和摩擦应力等等"将夹紧横梁的圆柱孔的内表面指定为目标面目标单元为TARGE170 "将导向柱的外表面指定为接触面，接触单元为CONTA174 ""接触分析模型的假设为了便于试验台架的安装和夹紧横梁可沿导向柱来回移动，因此，夹紧横梁和导向柱之间有一定的径向间隙，初步设计间隙为0.244mm "但是，由于间隙很小，横梁的变形较复杂，接触单元的生死很难控制，所以假设间隙为零，即夹紧横梁和导向柱在初始情况下刚好完全接触" 3试验台夹紧机构的有限元分析"三维有限元模型的建立由于夹紧横梁的几何结构和外部施加的载荷都是对称的

　　取结构的1／2建立三维有限元模型，以减小计算时间和存储空间"删除对结构刚度强度影响不大的小特征结构如圆角凸台等因为这些结构通常尺寸较小如不省略，反而会导致网格划分困难，节点单元增加"对简化后几何模型进行网格划分，网格划分结果为单元总数为10327个，节点总数19447个，其中SOL－ID185单元600个

　　SOLID186单元8841个，TARGE170单元406个，CONTA174单元480个，建立有限元模型。

　　约束条件和施加载荷参照液压冲击试验台架结构图1，夹紧横梁放置在直线导轨上

　　并可沿导轨即"向移动

　　向和向用连接于导轨上为刚性约束%故在此面上施加

　　两个方向的约束"导向柱的两个端面用螺栓连接分别固定在前支座和平台上%因此在这两个端面上施加

　　 "三个方向的约束"由于对称性%在夹紧横梁剖开位置的对称面上施加对称约束"试验台空载情况下，夹紧机构在受到三个夹紧液压缸的输出总压力1.3810 6 N计算成横梁与液压缸接触面上的均布压力为20MPa 。有限元计算结果分析图3表示出夹紧横梁和导向柱的VonMises等效应力云图由该图可知，*大应力出现在夹紧横梁的上表面圆柱面与夹紧力施加平面的过渡处，且*大应力为159MPa小于横梁材料的许用应力320MPa，满足设计要求"图4，图5分别示出导向柱接触面上的接触压应力云图和接触摩擦应力云图，其*大应力均发生在导向柱与夹紧横梁的夹紧切口处，与试验台的实际工作情况相符"而且，导向柱的*大接触压应力为72.9MPa远小于导向柱的许用应力"将导向柱——上接——触单元的摩擦应力与单元的表面积积分求和得到夹紧横梁对单个导向柱的夹紧力为724kN因此，夹紧横梁对两个导向柱产生的夹紧力应为1448kN满足1000kN试验力要求"夹紧机构vonMises等效应力云图导向柱接触面上的接触压应力云图4结论% 1接触问题具有高度的非线性综合考虑了夹紧机构在实际工作中的接触特性和零件间的弹性库仑摩擦的基础上，建立了试验台夹紧机构的接触模型，利用扩增的拉格朗日接触算法进行非线性静态分析，分析结果表明夹紧机构的设计是合理的"导向柱接触面上的接触摩擦应力云图% 2在ANSYS后处理模块中，建立了两个单元表，以提取导向柱表面接触单元的表面积和每个单元上的接触摩擦应力，将提取的数据经数学运算即积分求和，得到单个导向柱可提供的夹紧力724kN满足液压冲击试验台架的工作要求