立式合模機構力學性能分析.pdf

1、立式合模機構以下簡稱合模機構，為快速生產設備，能夠通過模具實現不同形狀產品連續(xù)生產的重要機械制造設備，主要有立式橡注機、立式壓鑄機和立式注塑機等，其核心部件為合模機構。作為主要承載部件的合模機構，其結構直接影響到生產效率、工藝性能、制品精度及機器自重與造價。由于合模機構的工作合模力大、溫度高、承受循環(huán)交變載荷等，致使合模機構中的零件易于破壞。目前在企業(yè)中已經發(fā)現導柱疲勞斷裂現象。因此有必要對合模機構進行力學性能分析，對關鍵零件進行疲勞壽

2、命計算，并通過合模機構結構優(yōu)化設計，提高其使用壽命。
　　 本文對合模機構的工作狀況作了研究，針對影響合模機構正常使用的破壞現象和立式合模機構的結構特點，研究探索出適合合模機構的快速建模分析方法。通過橡膠注射機合模機構的數值分析，找出了機構失效原因，并通過實驗驗證了數值分析的正確性。最后在該快速分析模型的基礎上，對合模機構的基本零件進行了基于正交實驗的優(yōu)化計算，得到了令人滿意的結果。
　　 論文研究的內容主要包括：

3、>　　 1、研究了國內外立式合模機構分析研究的發(fā)展現狀，介紹了合模機構的傳統(tǒng)設計手段、分析方法，指出了采用有限元法進行數值分析的必要性。
　　 2、根據立式合模機構的結構特點和工作狀況，探索合模機構快速建模方法，得到了適合合模機構特點的簡易模型，有效提高了計算效率，為相關企業(yè)建立與合模機構有關的CAE仿真規(guī)范打下了基礎。
　　 3、合模機構的力學性能分析。采用CAE數值模擬仿真技術，根據建立的立式合模機構簡易模型，利用

4、Hypermesh進行有限元前處理，采用MSC.patran/marc對合模機構進行接觸非線性力學分析，應用強度理論對合模機構的關鍵零件進行了校核。
　　 4、根據有限元分析結果，計算應力幅值，通過應力-壽命法計算合模機構關鍵部件的疲勞壽命，解釋了實際工程中合模機構零件失效的原因。
　　 5、實驗驗證。設計實驗方案，完成了橡注機在不同工況下，其合模機構關鍵部位的應變和位移的數據采集。根據測得的實驗數據與數值計算結果進行比

5、較分析，驗證了橡注機合模機構力學分析的正確性及本文關于立式合模機構分析的快速建模方法的有效性。
　　 6、基于正交實驗的優(yōu)化分析。對合模機構的關鍵部件按照正交試驗方法安排試驗，用數值仿真技術獲得所有優(yōu)化分析所需的的試驗數據。從試驗數據的級差分析結果，研究試驗范圍內參數對合模機構關鍵部件的應力幅值影響關系，從而得到一組最優(yōu)的設計方法，合理優(yōu)化了合模機構，提高了合模機構的使用壽命。
　　 本文探索出了立式合模機構力學分析的快