轮胎大量应用在经济生活的各个领域,轮胎模具是轮胎硫化生产线上的硫化成型装备,模具的质量和精度对轮胎的外观、质量、使用寿命及行驶的安全性和舒适性等都有着非常重要的决定作用。本文主要以轮胎模具的底座为研究对象,主要研究底座在实际工况下的力学性能、疲劳寿命、拓扑优化、传热分析、磨损分析和底座与硫化机下热板的快速连接装置,对生产操作有一定的指导作用,主要从以下几个方面介绍:(1)力学分析:根据轮胎模具各部分之间的装配关系以及硫化机对轮胎模具的施加力的形式,在所建力学模型基础上分析底座在轮胎硫化过程中的实际受力形式,通过计算得出底座不同部分的受力大小。(2)疲劳寿命分析:应用模拟软件Abaqus对底座三维模型进行静力学分析,得到底座应力和位移模拟结果,将得到的模拟结果导入到疲劳寿命模拟软件Fe-safe中,在线性疲劳累计损伤理论的基础上设置材料的一系列参数进行模拟分析,得到底座在实际工况下的疲劳寿命次数。(3)拓扑优化分析:主要对轮胎模具底座进行拓扑优化,建立目标函数,提取优化变量,建立优化模型,得到优化结果。主要是对底座的形状结构进行了优化,基于分析结果对底座的应力、位移、疲劳寿命和传热效果进行对比分析,总结优化的优劣方面,为底座的结构设计提供一定的指导。(4)传热分析:通过三维绘图软件UG画出轮胎模具的整套模型,为减少传热模拟的时间,只装配八分之一的模具进行热力学分析,根据模具的实际工况设置初始和边界条件,得到模具各位置的温升数据和整体的分布云图,综合评价模具的传热效果。(5)液压缸结构设计:将传统螺栓连接的底座与硫化机下热板改为液压缸的连接,使其能实现推进、旋转和压紧的功能,省时省力,连接效果好。液压缸的实际结构尺寸的设计需要通过计算脱模力和螺栓预紧力得到,使设计的液压缸能更方便完成底座与下热板的连接,连接效果较好,更能节省操作时间,减少误操作的产生。