摘要：为了克服现有非标模具夹紧机构的缺陷和不足,采用变密度法对其承载基体弓形架进行结构拓扑优化。通过分析比较3种制造约束方案的拓扑优化结果,发现采用"对称和拔模约束"时,弓形架拓扑结构具有较好的形貌特征和可制造性,而且其质量较之前减轻了约55.5%,在提高材料利用率的同时,实现了夹紧机构的轻量化。有限元静力学分析结果表明,经拓扑优化的弓形架符合结构强度和刚度设计要求。通过疲劳和损伤分析可知,该夹紧机构具有2年以上的安全使用寿命,而且在实际使用过程中损伤较小,有利于延长使用寿命、节省成本。

关键词：夹紧力 弓形架 有限元 拓扑优化 疲劳寿命 

单位：西京学院机械工程学院; 陕西西安710123; 北京星航机电装备有限公司; 北京100074