巨胎液壓硫化機有限元分析及結構優(yōu)化設計.pdf

1、分類號密級UDC學號桂林電子科技大學碩士學位論文題目:題目:巨胎液壓硫化機有限元分析及結構優(yōu)化設計（英文）（英文）FiniteElementAnalysisStructuralOptimizationoftheGiantTypeHydraulicVulcanizingMachine研究生姓名:岑大兵指導教師姓名、職務指導教師姓名、職務:王榮教授申請學科門類:工學碩士學科、?？啤I(yè):機械設計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是某橡膠機械廠的一款新機型，其采用目前國際上最新結構，具有機架緊湊，硫化輪胎均勻質優(yōu)，上模只做直線運動，模具的重復精度好、壽命長，備品支出較少，硫化時間短等優(yōu)點。但硫化機在工作載荷作用下，其鎖模機構多次發(fā)生了斷裂破壞，給企業(yè)帶來了巨大的經濟損失。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的安全系數、提高其可靠性及使用壽命具有較強的指導意義。本文建立了硫

3、化機的有限元模型，分析了硫化機結構的強度與剛度，得到了硫化機整體結構及其關鍵部件的應力與應變分布規(guī)律，確定了結構應力集中的位置，分析了鎖模桿斷裂的原因。采用電阻應變測量方法，對硫化機鎖模機構進行了應力測試，對比測試結果與有限元仿真結果，證明了有限元模型是合理的，分析了鎖模桿破壞的原因。對硫化機的上固定板進行了熱力耦合分析，討論了溫度對結構應力應變的影響。以硫化機上、下固定板的厚度、槽深及槽的弧度作為設計變量，總重量為目標函數，對結構進行

4、了優(yōu)化計算。研究結果表明：該硫化機滿足強度和剛度要求，且大部分區(qū)域強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)域存在應力集中。鎖模桿發(fā)生斷裂破壞的主要原因是結構尺寸誤差過大，導致結構受力不均，引起局部應力集中所致。有限元計算結果與測試結果吻合較好。力學分析與熱力耦合分析的應力應變分布情況基本一致，但應力峰值相差了170MPa，說明溫度帶來的熱應力是不可以忽略的。與原設計相比，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