液壓輪胎硫化機有限元分析及參數(shù)化優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、國內(nèi)輪胎行業(yè)的快速發(fā)展,加工精度越來越高的輪胎硫化機得到了更加廣泛的應(yīng)用。然而,國內(nèi)高精度的液壓輪胎硫化機的研發(fā)也面臨著更大的挑戰(zhàn),在傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計無法進一步提高硫化機精度的情況下,先進的CAE技術(shù)成為該行業(yè)繼續(xù)發(fā)展的動力。
　　 目前,國內(nèi)已有一些院校和企業(yè)正在從事這方面的研究。但基本上停留在單一物理場的結(jié)構(gòu)分析方面,而對多物理場耦合分析及優(yōu)化設(shè)計方面則落后于國外。本文在對液壓輪胎硫化機機架的研究現(xiàn)狀進行深入分析的基礎(chǔ)上,采用

2、有限元理論與方法,以滿足使用要求為前提,以減小機架變形、提高機架的平行度和同軸度、充分發(fā)揮材料的性能為目的,基于ANSYS對硫化機機架進行了有限元分析和優(yōu)化設(shè)計,為液壓輪胎硫化機的設(shè)計和改造提供理論依據(jù)和參考數(shù)據(jù)。主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　 1)在調(diào)研輪胎硫化機國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出了當前該領(lǐng)域存在的迫切解決的關(guān)鍵問題,提出硫化機機架分析與優(yōu)化的總體方案。
　　 2)基于ANSYS結(jié)構(gòu)分析理論,對硫化機機架

3、實際2000KN合模壓力,進行三維結(jié)構(gòu)有限元分析。結(jié)果表明,單一合模壓力作用下硫化機加工精度合理。
　　 3)基于APDL實現(xiàn)硫化機機架結(jié)構(gòu)的參數(shù)化,以有限元傳熱學為指導(dǎo),對硫化機的溫度場進行數(shù)值模擬,獲得與實驗測量溫度基本吻合的數(shù)值模擬的溫度場,為后續(xù)研究打下了堅實的基礎(chǔ)。
　　 4)以有限元熱力學為指導(dǎo),對硫化機進行熱力耦合數(shù)值模擬。分析結(jié)果表明:硫化溫度對硫化機的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響；與一般結(jié)構(gòu)分析對比,熱結(jié)構(gòu)耦合分析

4、更能綜合反映硫化機在復(fù)雜工作環(huán)下的應(yīng)力應(yīng)變和位置精確度。同時提出優(yōu)化設(shè)計必要性。
　　 5)基于ANSYS優(yōu)化方法,以熱結(jié)構(gòu)耦合分析獲得的應(yīng)力、位移、變形分析結(jié)果為依據(jù),對參數(shù)化的硫化機模型進行優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化分析達到了減小變形,提高硫化機精度的目的,對設(shè)計起到了良好的指導(dǎo)作用。
　　 總之,基于ANSYS的有限元分析與優(yōu)化方法為多物理場耦合仿真分析與優(yōu)化提供了有力支持。本文以液壓輪胎硫化機機架為研究對象,為有限元分析設(shè)計