真空吸附游艇模具表面网架和支撑架的尺寸及布局的研究

摘要

近年来，随着经济的迅速发展和生活水平的提高，中国越来越多的沿海城市已具备消费游艇的能力，游艇产业已步入黄金时期。快速发展的游艇产业提出了对艇体成型工艺的更高的要求，游艇模具的制造是艇体成型工艺的中心环节，游艇模具好坏直接影响艇体质量。本文以真空吸附游艇模具及表面网架为研究对象，以模具表面刚度为研究目标，通过参数化建模和有限元仿真对网架尺寸进行优化。根据以上研究结果对游艇模具支撑架的布局提出几点建议。
　　论文的主要研究内容及结果如下：
　　(1)联合应用3D建模软件Rhino和参数化建模插件Grasshopper对游艇模具及表面网架进行了参数建模。通过修改关键参数便可以快速修网架的尺寸，大大提高了几何建模的效率，为进一步优化其结构打下了基础。
　　(2)应用 Hypermesh软件对游艇模具及表面网架几何模型进行简化和清理等前处理工作，并选定网格划分方法和加载方式建立有限元模型。以校核游艇模具的强度和刚度为目标，运用有限元求解器 Optistruct模拟游艇模具在三种典型工况下，对游艇模具及表面网架进行静态分析。结果表明，第三种工况即模具在真空吸附时是最危险的工况，游艇模具及表面网架结构优化应以载荷工况3为边界条件进行优化。
　　(3)以增加游艇模具的刚度为目标，对网架尺寸进行优化。研究结果表明，优化后游艇模具的应变相比于优化前的应变减小了43％，大大提高了游艇模具的刚度，达到预期的效果，具有一定的实际工程价值。
　　(4)根据以上研究结果，找出游艇模具受力较大的地方，合理地设计出支持架的布局。