高精密注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)的有限元分析與拓?fù)鋬?yōu)化.pdf

1、合模機(jī)構(gòu)是注塑機(jī)最重要的承力部件，模板具有固定模具和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的作用，合模機(jī)構(gòu)的剛度、結(jié)構(gòu)參數(shù)和力學(xué)性能直接影響注塑機(jī)的穩(wěn)定性。運(yùn)用有限元分析的方法，識(shí)別薄弱環(huán)節(jié)?；谌斯げ牧厦芏鹊耐?fù)鋬?yōu)化理論和拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則算法，運(yùn)用變密度法對(duì)定模板和動(dòng)模板進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，為改進(jìn)注塑機(jī)機(jī)身受力狀況和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
　　介紹了非線性接觸問題的有限單元法，對(duì)接觸問題的分析方法和工程應(yīng)用進(jìn)行了探討和研究。提出了合模機(jī)構(gòu)可行的分析方案。利用PR

2、O-E建立合模機(jī)構(gòu)及其各個(gè)零件的實(shí)體模型，進(jìn)行了合模機(jī)構(gòu)的有限元分析，識(shí)別薄弱環(huán)節(jié)，為拓?fù)鋬?yōu)化提供理論依據(jù)。
　　基于人工材料密度的拓?fù)鋬?yōu)化理論和人工材料密度的拓?fù)鋬?yōu)化準(zhǔn)則算法，運(yùn)用變密度法對(duì)定模板和動(dòng)模板進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化，建立了拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)圖、響應(yīng)函數(shù)、目標(biāo)函數(shù)和邊界約束函數(shù)，探討了在不同約束函數(shù)下單元密度分布，以及不同的懲罰因子下單元密度圖的變化情況和收斂速度，確定了在約束函數(shù)Volumefrac為0.8、懲罰因子在3時(shí)、控制精

3、度為0.001時(shí)，模板有較好的剛度和收斂速度，此時(shí)單元密度的離散比較高，抑制了棋盤格式出現(xiàn)，布置了最優(yōu)化的材料分配方法。
　　拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果同時(shí)表明，優(yōu)化區(qū)域的選取，外載荷，邊界條件及目標(biāo)函數(shù)的設(shè)置是正確的，符合實(shí)際情況。拓?fù)鋬?yōu)化達(dá)到了結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)的目標(biāo)，有效地減少材料，拓?fù)鋬?yōu)化分析結(jié)果表明，最大應(yīng)力減小了4.16％。且應(yīng)力分布更加均勻。合模機(jī)構(gòu)整體質(zhì)量減少了6.436T。同時(shí)優(yōu)化結(jié)果給出材料的最佳分布方案，優(yōu)化后模型滿足產(chǎn)品技術(shù)