液壓機(jī)是利用液壓傳動技術(shù)進(jìn)行壓力加工的設(shè)備,是制品成型生產(chǎn)中應(yīng)用最廣的設(shè)備之一。與其他壓力機(jī)相比,它具有壓力和速度可在大范圍內(nèi)無級調(diào)整,可在任意位置輸出全部功率和保持所需壓力、結(jié)構(gòu)布置靈活,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)可很方便地達(dá)到所希望的動作配合等優(yōu)點(diǎn)。因此,液壓機(jī)在我國國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè),尤其是塑性加工領(lǐng)域得到了日益廣泛的應(yīng)用。
   影響液壓機(jī)質(zhì)量的因素很多,其中液壓機(jī)的設(shè)計水平是非常關(guān)鍵的一個因素。液壓機(jī)設(shè)計的重點(diǎn)是機(jī)架設(shè)計,這是由機(jī)架的受力和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而決定的。液壓機(jī)本體是液壓機(jī)的重要組成部分,其重量約占整機(jī)重量的以上,液壓機(jī)本體的設(shè)計水平,對液壓機(jī)的制造成本、技術(shù)性能和使用壽命有著決定性的影響。

   液壓機(jī)設(shè)計理論和方法的發(fā)展主要經(jīng)歷了經(jīng)驗設(shè)計、數(shù)值計算、優(yōu)化設(shè)計幾個階段。經(jīng)驗設(shè)計階段主要利用材料力學(xué)簡化方法計算主要部件的強(qiáng)度和剛度,把機(jī)架簡化為材料力學(xué)范疇的平面鋼架,把橫梁簡化為材料力學(xué)范疇的簡支梁,然后按照材料力學(xué)的方法進(jìn)行強(qiáng)度、剛度校核。盡管確認(rèn)的結(jié)構(gòu)大多數(shù)被實踐證明是安全的,但存在設(shè)計周期長、結(jié)構(gòu)冗余、材料使用偏保守等弊端,致使產(chǎn)品重量大,成本高、效益低,削弱了產(chǎn)品競爭力,而且缺乏對設(shè)計結(jié)果合理性的驗證,計算結(jié)果常常與實測值相去甚遠(yuǎn)。
   數(shù)值計算階段,設(shè)計者把整個機(jī)架或單個的橫梁作為研究對象,將它們視為空間板梁組合結(jié)構(gòu),利用精度較高的有限元法進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)分析分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性大大提高。這在液壓機(jī)設(shè)計史上是一個非常大的進(jìn)步。
   優(yōu)化設(shè)計階段,人們把結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法匯引入液壓機(jī)設(shè)計,使設(shè)計從安全校核轉(zhuǎn)變?yōu)閮?yōu)化設(shè)計。基于有限元的優(yōu)化方法能從各種可能的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案中尋找較完善的或較合理的方案,使材料分配趨于合理,實現(xiàn)了液壓機(jī)設(shè)計的又一次飛躍。
    目前,我國液壓機(jī)本體的整體設(shè)計水平還比較落后。盡管一些大中型企業(yè)的設(shè)計部門在某些重要的液壓機(jī)本體設(shè)計工作中,對其關(guān)鍵部件已經(jīng)采用了有限元分析方法和優(yōu)化設(shè)計方法,但是對于那些典型結(jié)構(gòu)的液壓機(jī)產(chǎn)品,絕大部分生產(chǎn)廠家和設(shè)計單位,包括大中型企業(yè)的設(shè)計單位,基本上還沿襲著傳統(tǒng)的設(shè)計方法。由于缺乏功能比較完善的現(xiàn)代設(shè)計手段,所以導(dǎo)致液壓機(jī)本體結(jié)構(gòu)過于保守、設(shè)計周期長、效率也較低。這不僅造成了人力和物力的浪費(fèi),而且嚴(yán)重影響著這些企業(yè)的市場競爭實力的提高。