基于有限元模型的弹性体模具优化设计.pdfVIP

MouIds e。模具技术 基于有限元模型的弹性体模具优化设计 王晓英 鲍延年 樊 星 (中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳621900) 摘 要：应用UG7．0软件建立某弹性体模具总成的三维模型。并通过软件集成技术在有限元软件 NXNas- tran环境下对模具的重要零件模套进行 了有限元分析 。获得 了该零件在工作状态下的应力分布及 位移分布云图，并根据其应力分布情况重新进行了优化设计。仿真结果表明该模套满足强度设计要 求 。其设计是合理的。这为零部件的结构设计与优化提供 了有价值的参考。 关键词 ：模具 优化设计 有限元分析 NXNastran 中图分类号 ：TD525 文献标识码 ：A OptimizationDesignofElastomerDieBasedonFiniteElementMode WANG Xiaoying，BA0 Yannian，FAN Xing (InstituteofChemicalMaterials，CAEP，Mianyang621900，CHN) Abstract：The3D modelofelastomerdieisestablishedbyusingUG 7．0 software．Based on theenvironmentof NX Nastran，thefiniteelementanalysisofkeypartsuchassheathiscarriedoutviasoftwareintegration technique，we obtained thedistribution ofstressand the displacementofsheath on normalworking stage．In addition，the optimization design ismadeaccordingto distribution ofstress．Theresultsof simulationshow thatthesheath’sdesignmeetthetechniquerequirements，thedie’Sdesignissuccess- fu1．Theresearchisvaluableforcomponent’Sdesignandoptimization． Keywords：Die；Optimization Design；FiniteElementAnalysis；NX Nastran 有限元法是一种求解数学、物理问题的数值计算 的集合体。同时选定场函数的节点值作为基本未知 方法。自20世纪 50年代诞生以来，其理论体系不断 量，并在每一单元中假设一个近似插值函数以表示单 完善，它对于完成复杂结构或多 自由度系统的分析十 元 中场函数的分布规律，再建立用于求解节点未知量 分有效，不仅具有强大的实体建模、曲面造型、虚拟装 的有限元方程组，从而将一个连续域 中的无限 自由度 配和产生工程图等设计功能，在设计过程 中还可 以进 问题转化为离散域中的有限 自由度 问题 。 行有限元分析、机构运动学分析、动力学分析和仿真模 求解有限元方法是 以矩阵论方法为基础 ，利用弹 拟 ，其结构分析模块能够真正做到从三维建模到有限 性力学的几何方程推 出其应变计算公式为 元分析的无缝结合。本文首先利用 UG软件的建模模 {s}=[B]{6} 块建立弹性体模具的三维实体模型，然后利用其结构 式中：{}为单元内任一点应变列阵；[B]为单元应变 分析模块 NXNastran对模套进行了有限元分析，并根 矩阵；{6}为单元的节点位移阵列。 据分析结果对其进行了优化处理。