2014年第4期（总第34期）
质量技术监督研究
Quality and Technical Supervision Research
NO. 4. 2014 General N0. 34
60MN叠加式力标准装置机架结构设计及优化
王秀荣
（福建省计量科学研究院，福建福州350003）
摘要：文章首先针对力标准装置钢架结构主要结构型式及其优缺点进行分析，然后提出了60MN叠加式力标准装置机架结构的设计方案，并利用有限元软件ANSYS对60MN叠加式力标准装置的机架在最大载荷的工况下进行了有限元分析，对其进行强度分析，检查其受力情况，评估其安全性，发现其强度不足后对其结
构进行改进，改进后进一步对其进行有限元分析，经过优化设计后，机架结构强度满足要求，关建词：60MN叠加式力标准装置：机架结构：结构优化：有限元
1引言
随着国内工业生产和科学技术的发展，对几兆牛乃至几十兆牛大力值的测量需求日益增多，如4500t大型轧钢机测压仪、2000t以上的大型桥梁基座，研究制造载人航天器及核电反应堆中的脆性断裂试验已达5000tf，因此需要建立更大的力值基标准，以满足国家航空航天工业、核电冶金、机械以及大型桥梁建筑建设发展的需要，
福建省计量科学研究院设计的60MN叠如式力
标准装置是全国最大量程的力标准装置设备，将应用于大力值计量检测项目，如大力值标准测力仪、大吨位千厅顶、橡胶支座及科研项目材料的检测。而60MN叠加式力标准装置的机架结构是该装置的主要部件之一，机架结构应能够满足足够的强度、刚度和稳定性，而且在当前低碳节能的时代，主体结构应要具备有一定的经济性，机架结构的成功设计将为60MN叠加式力标准装置的成
功研制提供有力的保障，微籍日期：20131114
2力标准装置机架结构设计
2.1力标准装置钢架结构主要结构型式及
其优缺点
力标准装置主机结构一般有动横梁、立柱机架、整体焊接机架。
（1）动横梁结构
无需垫块，试验高度可任意调节、操作方便、
效率高，但是费用高、设计复杂、加工及维修难度很大。动横架结构的机架，工作时，横架上下移动是通过丝杠升降，对于大力值的力标准装置，对四根丝杠的加工精度（间隙）、安装、轴度等有很高的要求。轴承费用很高，而且必须采用螺纹锁紧机构才能实现，难度大。
（2）立柱机架结构
主机设计简单，四个方向都可观察试验空间但是费用高，上下支架需要开模，加工及维修难度很大。由于采用立柱机架，其四根立柱的锁紧难度大，为了保证力标准装置在受力情况下，其
作鲁简介：主秀案，女，福建有计量科学研完院，科研中心，科研人英，工程师，顾士·32·