轮毂锻造机器人欠秩端拾器热-结构耦合分析及优化

摘要

为了提高高温环境下轮毂锻造机器人欠秩端拾器夹持的有效性和承载性,对欠秩端拾器进行了热-结构耦合分析及结构优化。首先,基于有限元理论将欠秩端拾器所受热力载荷和静力载荷耦合,得到欠秩端拾器关键部件在耦合力场作用下的热应力分布及应力和应变结果;然后,根据所得热应力分布云图,对欠秩端拾器各指节进行隔热优化设计以及热-结构耦合分析;最后,根据隔热结构的等效应力结果进行了欠秩端拾器的拓扑结构优化。数值分析表明:相比优化前的结构,隔热优化后欠秩端拾器的首、中和末指节在参照节点处的温度分别降低了33.78%、50.42%和35.31%;拓扑优化后欠秩端拾器的首、中和末指节的质量分别减少了38.75%、18.63%和26.45%,实现了轮毂锻造机器人欠秩端拾器的耐高温及轻量化的优化目标。