注塑機鎖模機構(gòu)有限元分析和前模板優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、注塑成型在塑料成型加工中占有重要地位，注塑機是完成注塑成型的主要設(shè)備。鎖模機構(gòu)是注塑機的重要組成部分。拉桿是鎖模機構(gòu)的重要零件，拉桿的受力狀況在鎖模機構(gòu)中是比較惡劣的，是最容易發(fā)生疲勞破壞的零件，應(yīng)盡可能準(zhǔn)確地給出拉桿的應(yīng)力分布情況。模板是鎖模機構(gòu)中的又一重要零件，模板重量占注塑機總重的70％以上，其成本在注塑機總成本中占重要組成部分。當(dāng)前的模板設(shè)計工作還是根據(jù)經(jīng)驗，采用類比法，參照同類型模板的尺寸和結(jié)構(gòu)外形進行設(shè)計。以盡量節(jié)省材料而提

2、高性能（或不降低性能）的原則對模板進行優(yōu)化設(shè)計，具有重要意義。
　　 本文以某型800噸注塑機的鎖模機構(gòu)為研究對象，以有限元法和ANSYS軟件為基礎(chǔ)，開展了鎖模機構(gòu)有限元分析和前模板優(yōu)化設(shè)計等工作。本文的主要內(nèi)容有:
　　 1、闡述了基本研究背景，指出了課題研究意義，系統(tǒng)總結(jié)了前人在鎖模機構(gòu)有限元分析和模板優(yōu)化設(shè)計等方面所做的工作，給出了論文的主要研究內(nèi)容。
　　 2、對接觸問題有限元法的基本理論進行了深入研究，

3、為鎖模機構(gòu)有限元分析和前模板優(yōu)化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。
　　 3、對鎖模機構(gòu)進行運動學(xué)分析，給出了速比和力的放大比的計算公式，在此基礎(chǔ)上對鎖模機構(gòu)有限元分析模型進行了簡化。在ANSYS Workbench中完成了鎖模機構(gòu)有限元分析，獲得了鎖模機構(gòu)變形、應(yīng)力等的分布情況和拉桿所受拉力值的大小。
　　 4、提出了前模板優(yōu)化設(shè)計總體方案。對連續(xù)體結(jié)構(gòu)的拓撲優(yōu)化理論進行了深入研究。完成了前模板的拓撲優(yōu)化工作，根據(jù)拓撲優(yōu)化區(qū)域的不同，共

4、給出四種不同拓撲優(yōu)化結(jié)果，對拓撲優(yōu)化結(jié)果進行了深入分析。
　　 5、給出了前模板形狀-尺寸優(yōu)化方案和數(shù)學(xué)模型，提出利用計算機試驗設(shè)計和分析方法來解決前模板的形狀-尺寸優(yōu)化問題。利用均勻設(shè)計給出了試驗設(shè)計方案，利用Gaussian Kriging模型進行試驗結(jié)果建模，對Kriging代理模型的預(yù)測性能進行了評價。給出了利用代理模型進行形狀-尺寸優(yōu)化的基本方法和流程，通過兩個典型算例驗證了其有效性和可靠性。完成了前模板在五種情形下的