注吹机下模板的拓扑及参数优化设计.pdf

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1、第43卷第4期塑料工业2015年4月CHINAPLASTICSINDUSTRY注吹机下模板的拓扑及参数优化设计米文淄博，王虎奇(广西科技大学机械工程学院，广西柳州545006)摘要：传统设计方法设计的注吹机下模板笨重、易断裂。为了解决该问题，首先进行有限元分析，分析结果表明下模板有很大的改进空间。再对下模板进行拓扑优化，优化结果作为加强筋最佳分布形式的参考。基于改进后的结构，对下模板进行参数优化。经过21次迭代得到下模板的最优改进方案，下模板的整体质量减轻约21．4％。优化结果表明，将拓扑与参数优化相结合的优化方法对模板的优化设计有一定的

2、应用价值。关键词：有限元法；拓扑优化；参数优化；注吹机下模板DOI：10．3969／j．issn．1005—5770．2015．04．013中图分类号：TQ320．66文献标识码：A文章编号：1005—5770(2015)04-0057-04TopologicalandParametricOptimalDesignfortheLowerPlatenofInjectionBlowMouldingMachineWENZi—bo，WANGHu-qi(SchoolofMechanicalEngineering，GuangxiUniversityo

3、fScienceandTechnology，Liuzhou545006，China)Abstract：Thelowerplatenofinjectionblowmouldingmachinedesignedbytraditionaldesignmethodistooheavyandeasytofracture．Tosolvethisproblem，thelowerplatenwasfirstlyanalyzedbyfiniteelementmethod．Theanalysisresultsrevealedthattherewasplent

4、yofroomforimprovement．Thenthetopologicaloptimizationofthelowerplatenwascarriedon．Theoptimalresultswereasreferencefortheribsoptimalarrangement．Parametricoptimizationwascarriedonbasedontheimprovedlowerplatenstructure．After21iterationsbytheparametricoptimizationofthelowerpla

5、ten，thebestimprovementprojectoftheweightofthelowerplatendecreasedby21．5％wasfoundout．TheoptimalresultsdemonstratethatthemethodofcombiningthetopologicaloptimizationandtheparametricoptimizationwasofapplicablevalueforplatenSoptimaldesign．Keywords：FiniteElementMethod；Topologic

6、alOptimization；ParametricOptimization；InjectionBlowMouldingMachine；LowerPlaten合模机构是注吹机的关键部件，是整个机器中最机(简称注吹机)，其工作原理大致为在注射工位高重及受力较大的部件。对下模板进行结构优化，可显压注射熔化了的塑料原料，在吹塑工位将塑料快速吹著改善其受力情况，减轻重量及提高结构的合理性，胀成型。注吹机主要由注射装置、合模装置、液压传进而提高整机质量，降低成本。本文对下模板进行拓动系统和电器控制系统构成，其中合模装置保证模具扑优化，得出模板的最佳筋

7、板分布形式，再结合可靠地闭合和实现模具的启闭动作，它由上模板、面APDL语言编制的优化程序进行参数优化，以达到减板、下模板、导柱、液压缸等组成(如图1所示)。轻质量的目的，并为传统的模板设计提供一种优化工作时由液压缸驱动下模板，从而实现上模板和方法。面板之间的模具的开合。由于注射系统高压注射塑料1注吹机工作原理及下模板有限元分析原料时的压力很高(几十到上百兆帕)，所以必须给1．1注吹机工作原理两套模具间施加对应的锁模力以避免注射时的压力将当前生产塑料瓶的设备主要是注射吹塑中空成型两模具顶开。由于锁模力较大(几十到几百吨)，模$广西自然科学

8、基金(2014GxNSFAA118337)，广西教育厅资助项目(201203YB128)作者简介：文淄博，男，1989年生，在读硕士研究生，研究方向是工程机械结构系统优化设计。·60·塑料工业