基于ANSYS的注塑机合模机构关键部件的有限元分析

摘要

合模机构是注塑机中的重要工作机构，而模板和拉杆又是该工作机构中最为关键的部件。模板主要用于安装模具、拉杆、肘杆等零件，其结构和受力状况比较复杂。拉杆的作用是连接前、后模板，它在实际工作中受到的应力有时高达额定应力的5～6倍，从而导致拉杆疲劳破坏事件时有发生，给企业生产带来了重大损失。因此，完善模板和拉杆等关键部件的设计，对提高其可靠性及使用寿命具有很强的实际意义。 本文应山西省某注塑机生产厂家的要求，对合模机构的关键部件——模板和拉杆进行了有限元分析。本文首先运用Pro/E软件对目标机型的前模板、动模板、后模板及拉杆做了实体建模；接着，运用ANSYS软件对这些关键部件进行了有限元分析，获得了应力和变形的分布情况，确定了部件易于破坏的危险区域，分析了产生疲劳破坏的主要原因，并在此基础上对合模机构的结构设计提出了较为科学的改进建议。值得指出的是，本文的有限元分析结果与实际工况比较吻合。说明本研究在理论上是正确的，研究成果是可信的，且对生产实践具有一定的指导意义。 注塑机合模机构是个复杂、庞大的机构，本文仅对其中的关键部件——模板和拉杆做了分析，而其它部件诸如肘杆、十字头等对整个机构的工作性能均有影响，因此本项研究还不很全面。此外，本文在模型建立、单元划分、载荷和边界约束条件处理等方面还比较粗糙，尚有进一步细化和深化之需要，这些工作正是本文今后的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章概述

1.1注塑机的发展与应用

1.1.1历史背景

1.1.2往复螺杆式注射成型机

1.2注射机合模装置概述

1.2.1合模装置简介

1.2.2合模装置设计的重要性

1.2.3国内外对合模装置的研究情况

1.3本课题来源

1.4本课题研究方法

1.5本课题研究工作概述

第二章注塑机模板和拉杆的实体建模

2.1 Pro/E的概述

2.2 Pro/E和ANSYS的连接方法

2.3实体模型的建立

2.4 Pro/E和ANSYS连接时应注意的几个问题

第三章结构有限元分析方法与ANSYS软件

3.1有限元分析方法及其应用

3.1.1有限元法的基本构架

3.1.2有限元分析的力学基础

3.1.3有限元分析的基本理论

3.1.4有限元分析的基本步骤及表达式

3.1.5有限元分析过程

3.2 ANSYS软件介绍

3.2.1 ANSYS的发展

3.2.2 ANSYS的功能

3.2.3 ANSYS的构架及命令

第四章SZ-6500注塑机模板和拉杆的有限元分析

4.1基本假设

4.2前模板的有限元分析

4.2.1前模板的实体模型

4.2.2划分网格

4.2.3施加边界条件及载荷

4.2.4求解运算及结果分析

4.3后模板的有限元分析

4.3.1后模板的实体模型

4.3.2划分网格

4.3.3施加边界条件及载荷

4.3.4求解运算及结果分析

4.4动模板的有限元分析

4.4.1动模板的实体模型

4.4.2划分网格

4.3.3施加边界条件及载荷

4.3.4求解运算及结果分析

4.5拉杆的有限元分析

4.5.1拉杆的实体模型

4.5.2划分网格

4.5.3施加边界条件及载荷

4.5.4求解运算及结果分析

4.6后模板改进方案的有限元分析

4.6.1后模板的实体模型

4.6.2划分网格

4.6.3施加边界条件及载荷

4.6.4求解运算及结果分析

4.6.5 SZ-6500注塑机改进前后方案对比

第五章SZ-6300注塑机模板的有限元分析

5.1后模板的有限元分析

5.1.1后模板的实体模型

5.1.2划分网格

5.1.3施加边界条件及载荷

5.1.4求解运算及结果分析

5.2动模板的有限元分析

5.2.1动模板的实体模型

5.2.2划分网格

5.2.3施加边界条件及载荷

5.2.4求解运算及结果分析

第六章总结

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表过的论文