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大型挤压机结构优化设计

李敏

  大型挤压机是国民经济的一种基础设备,其运用已延伸各个领域,尤其是在塑性加工方面得到了广泛的运用。本文结合中国重型机械研究院有限公司正在拟建的“2万吨难变形合金卧式挤压机”为研究对象,研究的主要内容如下: 首先,运用DEFORM-3D V6.1软件,以铝型材6061挤压为例,进行穿孔过程分析。把不同穿孔速度与不同穿孔针直径进行工艺组合,研究穿孔速度与穿孔针直径对穿孔过程的影响,得到坯料最高温度随穿孔行程变化规律和针筒比与穿孔深度的对应关系,还得出穿孔力与穿孔直径、穿孔速度的变化规律曲线图。 其次,运用大型通用有限元软件ANSYS的参数化设计语言APDL建立挤压机梁的参数化模型,然后对其进行静力学分析,输出应力、最大位移结果云图。以结构优化设计理论为基础,考虑满足梁应力、最大位移和几何约束条件的条件下,建立梁的优化设计模型。选择7个设计变量,确定以前梁重量最小为目标函数,并写入MATLAB的m文件。运用MATLAB优化工具箱中遗传优化函数结合ANSYS实现前梁的结构优化设计过程,得到最佳设计变量及最优结果。最后将得到的优化设计变量带入有限元分析程序,检验优化结果的正确性。 最后,运用APDL建立挤压机挤压筒的参数化模型,对挤压筒在承受预紧力、热应力和内压同时作用工况下进行静力学分析,得到应力结果。建立挤压筒的优化模型,并选择5个设计变量,确定重量最小为目标函数。利用MATLAB遗传优化工具箱结合ANSYS实现挤压筒的优化设计过程,得到优化设计变量和优化结果。最后将优化设计变量代入有限元程序,检验优化结果的正确性。……   
[关键词]:结构优化;挤压机;ANSYS;遗传算法
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:燕山大学2012年
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