注塑机拉杆的应力分析及参数优化

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拉杆是注塑机的重要承载零件,其受力复杂,在使用中常发生早期断裂。拉杆的应力分析与优化是注塑机设计所急需解决的问题。随着计算机技术的发展,有限元分析和优化设计成为受力复杂或结构复杂零件设计的重要方法,适于解决拉杆设计的难题。 本文的主要研究内容如下:注塑机拉杆与模板的整体应力分析及应变测试、拉杆螺纹的应力分析与参数优化、拉杆螺纹端卸载槽的参数优化以及螺纹与卸载槽参数优化前后拉杆螺纹在偏载下的应力分析。其研究成果具有一定的普遍性,可为注塑机生产企业提供拉杆的应力分析与优化设计方法,并可为模板的设计改进提供依据。 本文首先分析了国内外注塑机拉杆的研究概况,结合实际注塑机拉杆在使用过程中存在的早期断裂问题,将拉杆与模板等零件组合起来建立整体的有限元分析模型,以获取拉杆在模板变形影响下的应力与变形状况。通过应变测试,检验了有限元分析结果。 根据拉杆主要在螺纹部分断裂的特点,以APDL语言建立拉杆三角螺纹端和梯形螺纹端的二维几何模型、非线性有限元分析模型和优化模型,用ANSYS的非线性解算器进行求解。经用拉杆螺纹端在偏载作用下的有限元分析,验证了优化所获得的螺纹与卸载槽参数的优越性,并分析了拉杆存在较大偏载的原因。 本论文取得了以下主要研究成果:建立了拉杆与模板的整体有限元分析模型、拉杆螺纹及卸载槽参数的有限元分析与优化整合的模型以及拉杆螺纹端在偏载作用下的有限元分析模型;取得了较好的拉杆参数;积累了拉杆应力分析与优化的设计经验;发现原模板设计存在刚度不足的问题。
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