基于有限元模型的弹性体模具优化设计.pdf

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1、MouIdse。模具技术基于有限元模型的弹性体模具优化设计王晓英鲍延年樊星(中国工程物理研究院化工材料研究所，四川绵阳621900)摘要：应用UG7．0软件建立某弹性体模具总成的三维模型。并通过软件集成技术在有限元软件NXNas-tran环境下对模具的重要零件模套进行了有限元分析。获得了该零件在工作状态下的应力分布及位移分布云图，并根据其应力分布情况重新进行了优化设计。仿真结果表明该模套满足强度设计要求。其设计是合理的。这为零部件的结构设计与优化提供了有价值的参考。关键词：模具优化设计有限元分析NXNastran中图分类号：TD525文献标

2、识码：AOptimizationDesignofElastomerDieBasedonFiniteElementModeWANGXiaoying，BA0Yannian，FANXing(InstituteofChemicalMaterials，CAEP，Mianyang621900，CHN)Abstract：The3DmodelofelastomerdieisestablishedbyusingUG7．0software．BasedontheenvironmentofNXNastran，thefiniteelementanalysisofke

3、ypartsuchassheathiscarriedoutviasoftwareintegrationtechnique，weobtainedthedistributionofstressandthedisplacementofsheathonnormalworkingstage．Inaddition，theoptimizationdesignismadeaccordingtodistributionofstress．Theresultsofsimulationshowthatthesheath’sdesignmeetthetechniqu

4、erequirements，thedie’Sdesignissuccess-fu1．Theresearchisvaluableforcomponent’Sdesignandoptimization．Keywords：Die；OptimizationDesign；FiniteElementAnalysis；NXNastran有限元法是一种求解数学、物理问题的数值计算的集合体。同时选定场函数的节点值作为基本未知方法。自20世纪50年代诞生以来，其理论体系不断量，并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单完善，它对于完成复杂结构或多自由度系统的分

5、析十元中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量分有效，不仅具有强大的实体建模、曲面造型、虚拟装的有限元方程组，从而将一个连续域中的无限自由度配和产生工程图等设计功能，在设计过程中还可以进问题转化为离散域中的有限自由度问题。行有限元分析、机构运动学分析、动力学分析和仿真模求解有限元方法是以矩阵论方法为基础，利用弹拟，其结构分析模块能够真正做到从三维建模到有限性力学的几何方程推出其应变计算公式为元分析的无缝结合。本文首先利用UG软件的建模模{s}=[B]{6}块建立弹性体模具的三维实体模型，然后利用其结构式中：{}为单元内任一点应变列阵；[

6、B]为单元应变分析模块NXNastran对模套进行了有限元分析，并根矩阵；{6}为单元的节点位移阵列。据分析结果对其进行了优化处理。再由材料的物理方程，得到单元弹性矩阵[D]，从1理论依据而推出应力计算公式为{r，}=[D]([B]{6}一{s})本文采用UGNX7．0进行有限元分析计算，其分式中：{}为单元内任一点应力列阵；[D]为材料弹性析流程为：(1)建立模型；(2)划分网格；(3)施加载荷矩阵；{}为单元的初应变列阵。以及约束；(4)求解；(5)结果后处理。该分析方法的理论依据是有限元法，基本思想是把连续的几何机构2仿真计算及结果分

7、析离散成有限个单元，并在每一个单元中设定有限个节2．1三维模型的建立点，从而将连续体看作仅在节点处相连接的一组单元进行有限元参数化建模的目的是在迭代求解时，；￡ul等l平弟删模具技术M0ulds＆嘶s有限元模型能根据变化了的几何模型划分网格，对几在UG中，提供了零维的点单元，一维的线单元，何模型进行加载及约束，提取节点位移及应力数据并二维的面单元及三维的体单元。为了能准确地反应各作出终止计算判断。UG软件采用基于约束的特征建零件应力及位移的规律，选用l0节点SOLID92四面体模和传统建模为一体的复合建模技术，建模高速高效。单元对该模套划分

8、网格，网格平均尺寸为3．5mm。此本文采用UG7．0对弹性体模具进行参数化建模，利用时，如果网格太疏或太密，可以改变网格尺寸重新划UG的NX功能模块，运用自底而上的建模方法，通过