巨胎液壓硫化機(jī)有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、分類號密級UDC學(xué)號桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:題目:巨胎液壓硫化機(jī)有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（英文）（英文）FiniteElementAnalysisStructuralOptimizationoftheGiantTypeHydraulicVulcanizingMachine研究生姓名:岑大兵指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)指導(dǎo)教師姓名、職務(wù):王榮教授申請學(xué)科門類:工學(xué)碩士學(xué)科、?？?、專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)及理論提交論文日期:2010年4月論文答辯日期

2、:2010年6月年月日摘要I摘要4800型全鋼巨胎液壓硫化機(jī)是某橡膠機(jī)械廠的一款新機(jī)型，其采用目前國際上最新結(jié)構(gòu)，具有機(jī)架緊湊，硫化輪胎均勻質(zhì)優(yōu)，上模只做直線運(yùn)動(dòng)，模具的重復(fù)精度好、壽命長，備品支出較少，硫化時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。但硫化機(jī)在工作載荷作用下，其鎖模機(jī)構(gòu)多次發(fā)生了斷裂破壞，給企業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。本文的研究正是針對企業(yè)的這一重大問題所提出，課題的研究對分析該硫化機(jī)的安全系數(shù)、提高其可靠性及使用壽命具有較強(qiáng)的指導(dǎo)意義。本文建立了硫

3、化機(jī)的有限元模型，分析了硫化機(jī)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與剛度，得到了硫化機(jī)整體結(jié)構(gòu)及其關(guān)鍵部件的應(yīng)力與應(yīng)變分布規(guī)律，確定了結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的位置，分析了鎖模桿斷裂的原因。采用電阻應(yīng)變測量方法，對硫化機(jī)鎖模機(jī)構(gòu)進(jìn)行了應(yīng)力測試，對比測試結(jié)果與有限元仿真結(jié)果，證明了有限元模型是合理的，分析了鎖模桿破壞的原因。對硫化機(jī)的上固定板進(jìn)行了熱力耦合分析，討論了溫度對結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變的影響。以硫化機(jī)上、下固定板的厚度、槽深及槽的弧度作為設(shè)計(jì)變量，總重量為目標(biāo)函數(shù)，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行

4、了優(yōu)化計(jì)算。研究結(jié)果表明：該硫化機(jī)滿足強(qiáng)度和剛度要求，且大部分區(qū)域強(qiáng)度和剛度有較多的盈余，但在鎖模桿上與下固定板的配合區(qū)域存在應(yīng)力集中。鎖模桿發(fā)生斷裂破壞的主要原因是結(jié)構(gòu)尺寸誤差過大，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受力不均，引起局部應(yīng)力集中所致。有限元計(jì)算結(jié)果與測試結(jié)果吻合較好。力學(xué)分析與熱力耦合分析的應(yīng)力應(yīng)變分布情況基本一致，但應(yīng)力峰值相差了170MPa，說明溫度帶來的熱應(yīng)力是不可以忽略的。與原設(shè)計(jì)相比，優(yōu)化后的上、下固定板的尺寸都有不同程度的降低，其中上