铝锭连铸机组是生产铝锭中的自动化成套冶金设备,铝锭连铸机组生产线可以自动完成铝锭的铸造、冷却、堆垛、打包和成品运输等生产工序。铝锭脱模是铝锭铸造生产环节中重要步骤之一,脱模扶锭装置是铝锭连铸机组中关键设备之一。因此本课题研究的对象是铝锭连铸机中的脱模扶锭装置。本课题基于铝锭连铸机脱模扶锭装置的优化,运用MATLAB和ANSYS软件,对脱模机构的运动分析和扶锭机构的拓扑优化进行了深入的研究。铝锭连铸机脱模扶锭装置由脱模机构、扶锭机构、铸模机构以及支撑架组成,是一个比较复杂的机构。本文首先对脱模机构进行了详细的运动分析,建立了打料锤中心点的坐标方程。建立了以打料锤最大脱模力为目标函数,确定了脱模机构、铰点位置以及冲击点位置等独立设计变量。对脱模扶锭装置的结构特点和几何形状进行了分析,建立了26个约束函数。采用先进的计算机软件MATLAB求解脱模工作装置的优化问题,并对优化结果进行了仿真,得到了打料臂、打料锤的角速度、角加速度、速度以及加速度的运动曲线图,为进一步分析脱模机构的特点奠定了基础。结合三维建模软件Pro/E建立了扶锭机构的几何模型,利用有限元分析软件ANSYS建立扶锭机构的有限元模型,根据扶锭机构的实际工作情况进行静力强度分析。得到了扶锭机构的位移和应力分布云图,在此基础上应用拓扑优化设计方法,最终确定了扶锭机构的优化结构。