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基于ANSYS的轮胎硫化机受力部件有限元分析及优化设计研究

时间:2020-02-23 10:12?? 编辑:佚名 点击: 次

《山东大学》2009年

邢晓静

【摘要】:轮胎定型硫化机是轮胎生产的关键设施。机架是硫化机中的重要工作机构,其结构设计合理与否直接制约硫化机的性能跟可靠性。而上横梁和底座又是该工作机构中最为关键受力部件。它们的变形对轮胎品质具有重要影响。上横梁和底座结构跟受力情况都非常复杂,在实际轮胎硫化工作中得到的压力较大。分析其应力与要更加分布状况对该组件的设计,对提升其可靠性及使用寿命具有更强的实际含义。本文应山东省某硫化机生产工厂的规定,对机架受力部件——上横梁和支架进行了有限元分析。本文首先引入有限元方法运用ANSYSApp建立170″平移开放式工程轮胎定型硫化机上横梁和顶盖实体模型;接着,对这种受力部件进行了有限元分析。通过预测,可以观察出上横梁和基座在静态时应力和变形的大小或者分布状况,确定了组件容易毁坏的危险区域分布,并验证其安全性。以往的硫化机上横梁和基座的应力分析都没有考虑温度的妨碍,编辑依据现在硫化机的制造实际,深入调查探究,在把握大量制造应用实际的资料基础上,借助于有限元分析AppANSYS,对上横梁和壳体进行了热力耦合分析,并与物理预测作出相当。通过剖析比较,可以观察出应力分布状况基本一致,但是大小仍有差异,这表明在轮胎硫化过程中,由于频率造成的热应力是不可忽略的,传统的物理预测存在缺乏。其结果可以引导设计人员在设计上横梁和支架时尽量与实际工况相符合。最后论文还在上一部分的基础上,对底座进行了改进设计。利用ANSYS的改进组件对壳体的构架重量进行了改进,在确保结构韧性的同时,减轻了底座的长度,节省了材料。本论文的完成,为轮胎硫化机的CAE的演进,提供了一套切实可行的细则。在CAE方面,展现了在ANSYSApp的基础上,对轮胎硫化机的上横梁和基座进行了结构、热力耦合分析的过程,并对底座的几何构架进行了改进。对于轮胎硫化机这一机械跟热相结合的领域,CAE的演进是硫化机改进和发展的根本动力。此外,本文在模型构建、单元划分、载荷和界限约束条件处理等方面还非常粗糙,尚有进一步强化和加强之必须,这些工作正是本文今后的研究方向。

【学位授予单位】:山东大学

【学位级别】:硕士

【学位授予年份】:2009

【分类号】:TQ330.47

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【参考文献】

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陈维芳,方常耀,刘福文;1310RIB垂直升降式轮胎定型硫化机的研制[J];轮胎工业;2001年03期

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乐卫勤,陈维芳;RIB型轮胎定型硫化机的结构与特征[J];橡胶技术与装备;1999年05期

杨锋;工程胎胶囊定型机及硫化罐胶囊硫化工艺装备的选用[J];橡胶技术与装备;2000年01期

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