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叉車是一種20世紀70年代發(fā)展起來的起重運輸機械，在我國已得到越來越廣泛的使用，其中轉向橋體作為叉車的一個重要部件，其強度、剛度有限元分析也越來越受到重視。鑄鋼件有著經濟性好，適宜批量生產等特點，但國內尚未開發(fā)叉車鑄鋼轉向橋體。隨著叉車產量的增加，開發(fā)一種新型的鑄鋼轉向橋意義重大。采用以往的設計方法，不能精確地選擇零部件的尺寸和結構，造成有的地方強度不夠，而有的地方強度又嚴重過剩。為了設計得更合理，應用CAD軟件PRO/E建模，再通過轉換接口，導入著名的有限元軟件ANSYS進行分析。這樣設計出來的產品能滿足強度和剛度要求。
某型號3.5 t叉車的轉向橋體打算選用鑄鋼材料，經過重新設計用于該型號叉車，其設計參數參照了原16Mn材料的焊接式橋體尺寸，對尺寸進行了相應修改后，同時按鑄鋼件形式造型、整體建模，設計了許多圓角過渡、拔模斜度等，并使用CAD設計軟件PRONE實現參數化設計、曲而擬合等，通過ANSYS軟件進行有限元分析，設計出仿真實體模型。建立有限元分析模型是有限元分析的關鍵步驟，模型的準確與否直接影響最終的設計結果。力學模型既要反映部件的主要特征，又要在保證計算精度的前提下對模型進行適當的簡化，以便盡可能簡化求解計算規(guī)模。因此力學模型應簡化小圓角、倒角和影響不大的小孔，一些工藝結構如凸臺、凹槽之類也應予以省略。
在確定計算模型后，選擇的鑄鋼材料為ZG45，彈性模量為E=175 GPa，泊松比0.3。原16Mn材料焊接式轉向橋的彈性模量為E=210 GPa，泊松比0.3。鑄鋼件選擇ANSYS中四面體SOLID92單元，采用自動劃分，共劃分了180308個節(jié)點和110471個單元，精度完全符合要求。
考慮到叉車轉向橋體是圍繞中心鉸軸擺動的，因此約束中心鉸軸的3個移動和2個轉動方向，只留一個繞y軸方向的轉動。
轉向輪內不裝制動器，因此可忽略車輪受到的切向力，計算時只考慮垂直力和因側滑引起的橫向力來選取計算載荷口。力學模型中在最大垂直力工況將載荷沿z方向置于兩側銷座部位的各個節(jié)點上，使計算更符合實際。
有限元計算后產生大量的數據，在多方案的對比分析中，要求計算結果直觀、醒目、容易判斷。后處理技術就是通過一定的方法，繪成等值線圖、彩色渲染圖、應力圖、變形圖等，把這些數據直觀地表達出來，以便檢查結果是否合理。
叉車轉向橋體強度和剛度計算結果分析中主要根據材料力學第四強度理論。
利用ANSYS求解器，對上述焊接式轉向橋體力學模型進行相應計算，經過有限元結果后處理，焊接式16Mn轉向橋體最大垂直力工況下的最大正應力云圖。側向力工況經過反復計算，危險應力不是很大，限于篇幅，在此不做專門討論。
16Mn材料許用應力通常取260 MPa。計算中，最大正應力為310 MPa，節(jié)點編號為8 696，第四強度理論相當應力187 MPa，位置在銷座附近。其次，較大的正應力出現在172節(jié)點，第四強度理論相當應力167 MPa，位置在筋板過渡圓角靠近中心鉸處，8747節(jié)點最大負應力為101 MPa，其第四強度理論相當應力為147 MPa，都未超過許用應力。
剛度計算得出的y方向位移結果較理想，最大0.17mm。
經過多次反復修改，增加了筋板的厚度，增大了部分過渡圓角，最終設計出鑄鋼轉向橋體模型，進行有限元分析時保留了主要特征，將一些小的過渡圓角用直角代替。簡化后使用ANSYS進行分析。
最大正應力值為297.6 MPa，其第四強度理論相當應力為189 MPa，節(jié)點號7012，位置在轉向銷座附近。另外，第四強度理論相當應力最大值為201 MPa，節(jié)點號172節(jié)點，位于筋板附近內側，靠近中心鉸。位移最大值0.21 mm。取鑄鋼許用應力250 MPa，該鑄鋼轉向橋體符合強度與剛度要求。
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