摘要：在航空航天领域,大规格铝合金厚板被广泛应用到整体结构件的制造中,整体结构件加工精度要求高,加工变形是其制造过程中的突出问题之一,为提高板材力学性能而进行的淬火工艺会产生残余应力,它是引起加工变形的主要因素。预拉伸工艺能有效地消减残余应力,120MN拉伸机是当前国内所研制出的最大吨位用于大规格铝合金厚板拉伸的设备,因此开展对120MN拉伸机系统分析与设计及其拉伸消减板材残余应力特点的研究具有重大现实意义。本文首先介绍了课题的研究背景以及国内外在预拉伸工艺和拉伸机研制技术方面的研究现状,并对研究方法与研究内容进行了相关论述。第二,总结了拉伸机的机械结构特点,根据拉伸机的工作要求,从原理上设计并分析了主驱动液压系统,同时对主伺服拉伸系统的关键元器件进行了计算选型。第三,根据主拉伸驱动系统结构,确定了系统采用PDFF控制与PID交叉耦合控制相结合的同步控制策略,推导了单缸系统和双液压缸耦合系统数学模型,调试获得了合适的控制参数。利用MATLAB/simulink软件仿真得到控制系统精度较高,位移同步偏差只与偏载有关,与拉伸速度无关；同时得到了系统拉伸的最大安全偏载。第四,基于MSC.Marc软件建立了120MN张力拉伸机多夹钳拉伸铝合金厚板的有限元模型。从板材残余应力消减和板形矫直的角度验证了钳口采用13组夹钳是合理的；探讨了多夹钳共同作用下的打滑过程,发现边缘夹钳和活动机头端夹钳更易打滑；获得了钳口内夹钳在不同失效状态时拉伸对板材成品锯切和钳口负载的影响规律。最后,通过模拟实验,对比分析了淬火后残余应力分布的均匀性和单组整夹钳与两组离散夹钳夹持拉伸后的残余应力消减情况,验证了多夹钳拉伸有限元模型的有效性。