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本文的研究工作是针对注塑机模板的强度分析及结构优化进行的研究。 课题的实际背景是柳州力风注塑机厂提供的SZ-5000注塑机前模板、拉杆及SZ-6300注塑机调模板。注塑机模板作为三维构件,其受力和结构较复杂,工程上采用的近似计算误差很大,导致模板在使用过程中出现了不同程度的裂纹。针对这一情况,该厂与广西大学机械工程学院合作,利用ANSYS、I DEAS等大型工程分析软件对注塑机一系列模板进行有限元分析及结构优化设计。 本文的主要工作如下: 一、采用ANSYS软件对SZ-5000注塑机前模板、拉杆及SZ-6300注塑机调模板进行有限元分析,找出应力和变形的分布情况,分析断裂原因。并通过电测法对模板和拉杆进行应力测试。实验结果与计算出的应力分布情况吻合较好,验证了计算的正确性,表明模型建立正确,计算准确可靠。 二、在有限元分析的基础上利用该软件新颖的拓扑优化功能对模板进行结构优化。该法明显指出了加强筋的分布形式,以此为理论依据,对模板的原结构进行了重新设计,提出多种改进方案。结果表明,使用拓扑优化法对模板进行优化设计是行之有效的,经分析改进后结构在刚度及强度上提高了20%左右。 本文工作的主要特点是: 1、课题利用先进的ANSYS工程分析软件进行。 2、理论联系实际,以解决工厂实际设计问题为出发点。 3、采用有限元分析,与传统的方法相比,提高了分析精度及设计质量。 4、采用先进的拓扑优化法,为模板的结构优化设计作了有益尝试。