基于SIMP模型的大型压铸设备模板拓扑优化

郑振兴¹，夏伟¹，陈维平¹，张华伟²，吴智恒²

1. 华南理工大学机械与汽车工程学院国家金属材料近净成形工程技术研究中心2. 广东机械研究所

摘 要：在大型压铸机的设计中引入拓扑优化技术,结合工程实际应用情况,基于有限元-拓扑优化方法,利用优化准则算法,按照变密度法求解拓扑优化的固体各向同性惩罚微结构模型（SIMP模型）,应用Hyperworks软件对压铸机模板结构进行了拓扑优化,得到更合理的材料分布。在满足产品技术指标的同时,相对于传统的设计结果,模板应力的最大值为205MPa下降到47.3MPa时,重量由初始设计的23.6T下降到19.12T,模板变形最大值从0.29毫米下降到0.245毫米,实现了结构轻量化的目标,得到了适合工程应用的优化模型并实现工程应用。

关键词：有限元;拓扑优化;密度法;优化准则法;压铸机;模板;