基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计
基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计
基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计搅拌器的设计一直采用经验设计方法，本文通过SolidWorks对其进行了建模和参数化设计，并运用Simulation仿真分析功能对其所建立的模型进行了有限元分析。
最后通过SolidWorks的优化功能对半搅拌器模型进行了优化设计，得到了搅拌板的最优厚度。
该方法为半搅拌器结构分析和优化设计提供了一种新思路。
全自动液压制砖机简称液压砖机，液压制砖机是采用液压动力制砖的免烧砖机。
蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，经坯料制备、坯体成型和高压蒸汽养护等工序制成的实心粉煤灰砖。
蒸压粉煤灰砖是国家建设部推荐的新型墙体材料品种之一。
搅拌器是全自动液压制砖机布料的主要工作装置，其主要功能是保证粉煤灰混合料均匀性的前提下，当粉煤灰混合料从上料斗落到下料斗时，在振动装置和下料斗内搅拌器共同作用下，使粉煤灰混合料在下料斗内均匀分布，在布料小车的运动过程中，行走到制砖模具上方时，使其均匀落到模具模腔内，让每个砖腔都有足够的料，才能保证各块砖重量一致。
搅拌器结构如图1所示，由两个半搅拌器组成一个搅拌器，下料斗内有两个搅拌器，当粉煤灰混合料从上料斗落入下料斗时，两个搅拌器相互运动，同时振动机构使下料斗做往复运动，让物料在下料斗内均匀分布。
实际粉煤灰砖生产中发现，搅拌器在工作过程中，搅拌板向外侧弯曲。
分析认为，搅拌器轴带动搅拌器做旋转运动，搅拌粉煤灰混合料，并使其分布均匀，粉煤灰混合料高度高于搅拌器，也就是说，搅拌器整个埋在粉煤灰混合料里，在搅拌的过程中，不断与粉煤灰混合料相摩擦。
可能由于搅拌器结构强度不够，使得搅拌器的搅拌板产生弯曲。
图1 搅拌器结构图本文以全自动液压制砖机搅拌器为例，基于SolidWorks产品设计平台，对搅拌器进行仿真设计和优化设计，通过分析结果和优化方案，缩短设计周期，增加产品的可靠性，降低材料消耗和成本；并模拟各种试验方案，提前发现潜在的问题，减少试验时间和生产经费。
反应器搅拌系统结构优化
反应器搅拌系统结构优化【摘要】：该反应釜始建于2014年5月，搅拌系统设计采用比较牢靠的一级级穿入后用顶丝紧固的方式。
随着装置产能的提高、产品的优化升级，酸性物质量增加，搅拌系统在腐蚀和重载荷的双重作用下，设备故障频发，检修用时过长，影响装置长周期运行。
因此，需要对部分结构进行优化改进，以满足装置生产的需求。
【关键词】：对轮结构改造优化一.设备概况该搅拌器是装置关键设备，设备型号为MSG-TG/S/132/101.3/C1U1。
设备由电机、减速机、容器、轴、桨叶、轴承等部分组成，该设备规格:Φ2800×4360/773；罐内挡板为4块均部,尺寸为:3200×200；容器和搅拌轴材质均为1Cr18Ni9Ti，搅拌轴:Φ95 mm。
主轴由5700mm的长轴和底部的短轴组成。
其结构如图1所示。
搅拌器正常工作时,混合后介质为固液混合状态，表现为酸性（PH值2～4），且粘度较大（50pa·s～100pa·s），属于高粘度流体，固含量较高（28～32%）。
为了使介质充分混合反应，搅拌器电机功率132KW，设备属于大功率低转速搅拌器，适合于粘度高的环境。
2.设备运行现状据不完全统计，每年就轮毂发生故障多达7次之多，主要表现为桨叶齐根断裂，轮毂受介质腐蚀损坏，与轴配合间隙变大造成滚键及顶丝松动塌落等现象。
而每次检修更换桨叶轮毂配件需要至少四人通力配合，耗时长达7天，才能检修完毕投入使用，在这高产的年代，难以满足生产长周期高效率运转要求。
并且拆检比较费力和耗时，同时也存在一定吊装、人为等的不安全因素。
3.轮毂故障原因分析经现场检查发现，联轴器无防脱落措施。
设备运行过程中，由于操作人员从罐顶斜侧位置直接倒入混合物料，导致搅拌桨叶受力不均，负荷突然增大并伴有振动、加之介质长时间腐蚀等原因，致使上联轴器易发生脱落，造成短轴、轴承盒、底护套磨损报废，设备长周期运行无法保证。
1.改进措施确认主要原因后，我们用5W1H的方法作出对策表，对找出的主要原因制定了对策、措施和目标,并落实了负责人和完成时间：主要原因：联轴器无防脱落措施；对策：增加联轴器的固定形式；目标：降低联轴器脱落故障；措施：联轴器改造：（1、增加联轴器定位，紧固螺栓；2、增加联轴器压板）。
基于SolidWorks的混凝土搅拌站(楼)的三维快速设计
土行 业 的标 准化 、 系 列 化 和 快 速化 生 产 提 供 高 效 设
计平 台 ， 具 有 非常 重要 的工 程价 值 ．
１ 快 速 设 计 的关 键 技 术
１ ． １ 模块 化 设计 在 机 械 产 品设 计方 面 ， 模 块 化 设 计 是指 在 对 一
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ４—１ １—３ ０
关键词 ： 搅拌站 ； 标 准化 ； 模块化 ； 快 速 设 计
中图 分 类 号 ： Ｔ Ｕ ６ ４ ２ ． ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ２— ５ ６ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） Ｏ １ —０ ０ ６ １ — ０ ５
机械 设 计行业 的 飞速 发 展 ， 催 生 着 新 的设 计 思 路 和设计 方法 ． 混 凝 土 搅 拌行 业 从 简 单 的手 工 物 料
模 块 化设 计 的关 键 在 于模 块 的分要 易于 拆 分 和 重组 ． 模 块 的标 准 化 是 模 块 结 构 的标准 化 和模块 接 口的标 准 化 ． 模 块 划 分 要 在 完成 整个 系统 功能 的前 提下 保持 各模 块功 能 的独
立性． 所 以模 块 化 设 计 的原 则 为 ：
（ 楼） 零部 件 的复用 性 至关重 要 ． Ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ Ｗｏ ｒ ｋ ｓ 软 件 是 一 款 基 于 特 征 参 数 化 的 机 械 产 品设计 软件 ． 由于其 易用性 和高效 性 ， 目前 全 球 发
个产 品分 解成若 干 个子模 块 ， 其 功能 描述 函数 ｆ＝
（ ， 厂 ２ ， ， …， ） ， 其 结构描 述集 ｓ ＝（ ｓ 。 ， ： ， ｓ ， ， …， Ｓ ） ． 即将结 构上 联 系紧密 并且 能 够 独立 完 成某 项 功 能 的构 件作 为一 个 模 块 ， 提 高 模块 的结 构 和功 能 的 独 立性 ， 以提高设 计 的独立 性 和设 计效 率． １ ． １ ． １ 模 块 化设计 的原则
基于SolidWorks搅拌器机构运动分析与设计
基于SolidWorks搅拌器机构运动分析与设计
杨晓华;谢彩云;冯玉华
【期刊名称】《有色设备》
【年(卷),期】2022(36)5
【摘要】为了解决传统的图解法、实验法和解析法作图复杂、计算工作量大,不能为工程技术人员提供很好的理论模型。
利用速度瞬心法对搅拌器机构的角速度、线速度进行求解,运用SolidWorks装配体中的布局功能绘制搅拌器的机构草图,添加几何约束,尺寸参数设置完成搅拌器机构设计和瞬心定位。
运用SolidWorks软件中的Motion功能对搅拌器构件的运动轨迹、角速度和构件上点的线速度进行仿真分析,验证SolidWorks软件中的Motion功能可以最佳满足平面连杆机构设计的三大类基本命题,为类似的设计要求提供参考和依据。
【总页数】4页(P10-13)
【作者】杨晓华;谢彩云;冯玉华
【作者单位】成都工贸职业技术学院/成都市技师学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP241
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SolidWorks建模一个搅拌器
SolidWorks建模一个搅拌器
此图是用SolidWorks2015建模，用KeyShot 8渲染，最上面2张图。
建模步骤
1. 在上视基准面上画草图。
2.拉伸凸台：10 。
3.在实体上画圆。
4.拉伸切除。
5.弯曲，选中实体，扭转。
Y轴旋转90度
扭转：125度
6.在上视基准面上画圆。
7.拉伸凸台，两侧对称：120 。
8.圆周阵列实体：4个。
9.在前视基准面上画两个矩形。
10.旋转。
11.在前视基准面上草绘，草图文字。
（注意字体，有些字体文字是相互交叉的，后面会出错）
12.包覆——刻画。
给包覆添特征加个黑色
13.添加外观——钢——缎料抛光不锈钢。
但还没有变化。
14.开启RealView图形，画面有了明显的变化。
RealView要用官方指定的高端显卡才能开启，否则只能进行破解：SolidWorks强制开启RealView(小金球)
15.也可以用旋转或拉伸画一根轴，添加一个标准件螺母。
16.完成。
基于Solidworks的搅拌机虚拟样机设计
基于Solidworks的搅拌机虚拟样机设计引言混凝土搅拌机是使混凝土配合料均匀拌和而制备混凝土的专用机械，是现代化建设施工中不可缺少的机械设备。
为了适应不同混凝土搅拌要求，搅拌机有多种机型。
按工作性质分，有周期式和连续式搅拌机;按搅拌原理分，有白落式和强制式搅拌机。
本次设计的是生产率为75m3/h的双卧轴强制式搅拌机，它是由搅拌系统、传动装置、卸料机构等组戊:搅拌系统由圆槽形搅拌筒和搅拌轴组成，在两根搅拌轴上安装了几组结构相同的叶片，但其前后上下都错开一定的空间，使拌合料在两个搅拌筒内不断地得到搅拌，一方面将搅拌筒底部和中间的拌合料向上翻滚，另一方面又将拌合料沿轴线分别向前推压，从而使拌合料得到快速而均匀的搅拌。
设置在两只搅拌间底部的卸料门由气缸操纵。
卸料门的长度比搅拌筒长度短，80-90%的混凝土靠其自重卸出，其余部分则靠搅拌叶片强制向外排出，卸料迅速干净。
SolidWorks软件可以十分方便地绘制复杂的三维实体模型、完成产品装配和生成工程图。
它能以立体的、有光的、有色的生动画面表达大脑内产品的设计结果，较之于传统的二维设计图更符合人的思维习惯与视觉习惯，有利于发挥人的创造性思维，有利丁新产品、新方案的设计，帮助机械设计设计人员更快、更准确、更有效率地将创新思想转变为市场产品。
为此，我们利用SolidWorks软件来完成双卧轴强制式搅拌机虚拟样机设计1、双卧轴强制式搅拌机主要参数的确定2、双卧轴强制式搅拌机的主体样机设计在搅拌机的结构设计中，最困难、最繁琐的工作就是运动机构的设计与运动轨迹校核。
目前主要采用的轨迹图法或根据几何约束条件建立方程组来求解，但这种设计比较麻烦，且设计工作不直观，设计结果不尽人意，而利用三维设汁软件Solidworks则能较好地解决上述问题，首先建立零件的三维模型，再将其装配起来，并可进行有限元分析计算，最后利用COSMOSMotion来模拟各零部件的运动情况。
2.1零件设计建模利用拉伸、阵列、切除、扫描、镜像等特征，建立双卧轴强制式搅拌机主要零部件的三维参数化模型.包括搅拌臂、搅拌筒、各种衬板、8种规格的搅拌叶片、刮板、搅拌装置等100多个零件。
基于Solidworks的搅拌器参数化设计系统开发
摘
要 ：针 对 利 用 Ｖ 、 ｃｏ ｏｔ ｃ ｅ ｓ进 行基 于 Ｓ ｌ ｗｏ ｋ Ｂ Ｍｉｒｓ ｆ Ａ ｃ ｓ ｏｉ ｒｓ的应 用 程序 二次 开 发进 行 了研 究 ，提 出了 基 于 ｄ
Ｓ ｌ ｗｏｋ ｏｉ ｒｓ的搅拌 器参数化设计系统开发 的总体框架和 实现方法 ， ｄ 实现 了搅拌器 的参 数化建模 ， 缩短 了搅拌器 的设计 开发周期， 提高了设计效 率和质量 。 文中给 出了系统的体系结构和部 分实现代码 。 文提 出的 方法对开发复杂产 品的参 本 数化设计 系统具有参考价值。
维普资讯
制造业信息化
基于Ｓｌ ｏ ｓ 搅拌器 ｏｄ ｒ 的 ｉ ｋ ｗ 参数化 设计系 统开发
胡 院 机 电工 程 系 ， 川 自贡 ６ ３ ０ ；． 州 职 业 技 术 学 院 ， １四川 四 ４ ０ ０ ２泸 四川 泸 州 ６ ６ ０ ） ４ ０ ５
２ Ｌ ｚ ｏ ｏ ａｉｎ ｌ Ｔ ｃ ｎｃ ｌ ｏ ｌｇ ．Ｌ Ｚ ｏ ４ ０ ５ Ｃ ｉａ ． ｕ ｈ ｕ Ｖ ｃ ｔ ａ ＆ ｅ ｈ ｉａ Ｃ ｌ ｅ ｕ ｈ ｕ ６ ６ ０ ． ｈｎ ） ｏ ｅ Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｆ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｐ ｒ ｍｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｕ ｏ ｏ ｉ ｗｏ ｋ ｔ ｓｒ ｃ ： ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ｈ ｔ ｏ ｏ ｅ ｅ ｏ ｉ ｇ ａ ａ ｔｉ ｄ ｓ ｇ ｙ ｔ ｍ ａ ｅ ｐ ｎ ｓ ｌ ｃ ｄ ｒ ｓ ｗｉ ＶＢ ａ ｄ ｈ ｎ Ｍｉ ｒ ｓ ｆ Ａｃ ｅ ｓ ｉ ｔ ｄ ｅ ． ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｔａ ｅ ｙ ａ ｄ ｉ ｌ ｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｏ ｈ ａ ａ ｔｉ ｔｒｅ ｅ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ｃ ｏ ｏ ｃ ｓ ｓ ｓ ｕ ｉ ｄ Ｔｈ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｓｒ ｔ ｇ ｎ ｍｐ ｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｒｃ ｓｉｒ ｒ ｄ ｓ ｇ ｙ ｔ ｍ ｌ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｉ ｗ ｒ ｓａ ｅ ｐ ｔ ｏ ｗａ ｄ Ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｒｃ ｓｉｒ ｒｄ ｓｇ ｙ ｔ ｍ ｉ ｄ ｖ ｌ ｐ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｒｃ ｓ ｌ ｄ ｌ ａ ｅ ｎ ｓ ｌ ｏ ｋ ｒ ｕ ｒ ｒ ． ｈ ａ ａ ｔｉ ｔｒｅ ｅ ｉ ｎ ｓ ｓｅ ｓ ｅ ｅ ｏ ｅ ｄ ｆ ｎ ｈ ａ ａ ｔｉ ｏ ｉ ｍｏ ｅ ｄ ｏ ｔ ｒ ｒｃ ｎ ｂ ｓａ ｌ ｈ ｄ ｒ ｐ ｄ ｙ ｗｉ ｈ ｓｓ ｓ ｅ Ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｅ ｉ ｄ ｏ ｔｒｅ ｓ ｓ ｏ ｔ ｎ ｄ，ｔ ｅ ｄ ｓｇ ｆｉ ｉ ｎ ｙ ｉ ｆｓｉ ｅ ａ ｅ ｅ ｔ ｂ ｉ ｅ ａ ｉ ｌ ｔ ｔ ｉ ｙ ｔ ｍ． ｈ ｅ ｉ ｎ ｐ ｒｏ ｆｓ ｉｒ ｒ ｉ ｈ ｒｅ ｅ ｒ ｓ ｈ ｈ ｅ ｉｎ ｅ ｆｃ ｅ ｃ ｓ ｈ ｉｈｅ ｅ ｅ ｇ ｔ ｎ ｄ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｓ ｇ ｕ ｎ ｉ ｓ ｉ ｒ ｖ ｄ ｏ ｖ ｏ ｓｙ ｈ ｙ ｔ ｍ ｓ ｒ ｃ ｕ ｅ，ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｒ ｃ ｄ ｒ ｎ ｏ ｎ ｈ ｅ ｉ ｎ ｑ ａ ｔｔ ｉ ｍｐ ｏ ｅ ｂ ｉｕ ｌ ．Ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｔｕ ｔ ｒ ｙ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔｐ ｏ ｅ ｕ ｅ ａ ｄ ｓ ｍｅ ｐ ｏ ｒ ｍ ｏ ｅ ｒ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ Ｔｈ ｔ ｏ ｒ ｓ ｎ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ａ ｅ ｅ ｅ ｃ ａ ｕ ｏ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｈ ｒ ｇ ａ ｃ ｄ ｓ ａ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ａ ｅ ． ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｈ ｓ ｒ ｆ ｒ ｎ ｅ ｖ ｌ ｅ ｔ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｒｃ ｄ ｓ ｇ ｙ ｔ ｍ ｆ ｏ ｌ ｘ ｐ ｏ ｕ ｔ ． ａ ａ ｔｉ ｅ ｉ ｎ ｓ ｓ ｅ ｏ ｍｐ ｅ ｒ ｄ ｃ ｓ ｃ
如何使用SOLIDWORKS进行结构优化设计
如何使用S O L I D W O R K S 进行结构优化设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN如何使用SOLIDWORKS进行结构优化设计1.建模完成后在“注解”处右键勾选“显示特征尺寸”（无需优化的尺寸可直接隐藏，剩余需优化的尺寸），本例以以下零件为例，分析不同筋板数量下的总质量最小值。
2.在Simulation中“算例顾问点击“新算例”，进入静应力分析1，名称可修改。
3.完成模拟算例，具体操作如下：3.1选中“零件名称”，选择材料；3.3施加载荷；3.4点击“网格”，自动划分网格；3.5点击“运行”，求解该算例。
4.完成以上模拟算例后，右键选中屏幕左下方模拟算例的标签栏，点击“生成新设计算例”，在该新设计算例中定义变量、约束与目标。
4.1在模拟算例中，右键“参数”，点击“编辑/定义”，增加变量。
注意：不同名称的类别不同，选择时注意，本例纯属举例，以一个力和角度作为变量：角度属于模型中的尺寸，可直接选中模型中的尺寸，而力属于仿真，则需手动键入数值；4.2在新设计算例中，在变量中输入需要优化的变量数值，输入最小值、最大值及步长（也可输入离散值）；4.3约束本例未定，目标可取质量最小值（受版本限制，本次应用SOLIDWORKSPREMIUM 2014，目标值无法使用数值，例如目标取应力最小值等）。
5.将变量值与模拟算例中对应值相关联。
打开模拟算例的对应项，右键编辑定义，在数值一栏点击“链接数值”，确定。
（例如本例中，力需要此法进行关联）6.点击运行。
系统将针对每一种情形重新修改模型进行有限元仿真，并自动筛选出符合目标值的最优方案。
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基于SolidWorks的搅拌器结构优化设计
搅拌器的设计一直采用经验设计方法，本文通过SolidWorks对其进行了建模和参数化设计，并运用Simulation仿真分析功能对其所建立的模型进行了有限元分析。
最后通过SolidWorks的优化功能对半搅拌器模型进行了优化设计，得到了搅拌板的最优厚度。
该方法为半搅拌器结构分析和优化设计提供了一种新思路。
全自动液压制砖机简称液压砖机，液压制砖机是采用液压动力制砖的免烧砖机。
蒸压粉煤灰砖是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏、外加剂、颜料和集料等，经坯料制备、坯体成型和高压蒸汽养护等工序制成的实心粉煤灰砖。
蒸压粉煤灰砖是国家建设部推荐的新型墙体材料品种之一。
搅拌器是全自动液压制砖机布料的主要工作装置，其主要功能是保证粉煤灰混合料均匀性的前提下，当粉煤灰混合料从上料斗落到下料斗时，在振动装置和下料斗内搅拌器共同作用下，使粉煤灰混合料在下料斗内均匀分布，在布料小车的运动过程中，行走到制砖模具上方时，使其均匀落到模具模腔内，让每个砖腔都有足够的料，才能保证各块砖重量一致。
搅拌器结构如图1所示，由两个半搅拌器组成一个搅拌器，下料斗内有两个搅拌器，当粉煤灰混合料从上料斗落入下料斗时，两个搅拌器相互运动，同时振动机构使下料斗做往复运动，让物料在下料斗内均匀分布。
实际粉煤灰砖生产中发现，搅拌器在工作过程中，搅拌板向外侧弯曲。
分析认为，搅拌器轴带动搅拌器做旋转运动，搅拌粉煤灰混合料，并使其分布均匀，粉煤灰混合料高度高于搅拌器，也就是说，搅拌器整个埋在粉煤灰混合料里，在搅拌的过程中，不断与粉煤灰混合料相摩擦。
可能由于搅拌器结构强度不够，使得搅拌器的搅拌板产生弯曲。
图1 搅拌器结构图
本文以全自动液压制砖机搅拌器为例，基于SolidWorks产品设计平台，对搅拌器进行仿真设计和优化设计，通过分析结果和优化方案，缩短设计周期，增加产品的可靠性，降低材料消耗和成本；并模拟各种试验方案，提前发现潜在的问题，减少试验时间和生产经费。
搅拌器结构一直采用传统的设计方法——类比设计和经验设计，产品质量主要依靠设计人员的经验，需要进行方案设计、样机试制，样机试验，方案修改，然后多次循环才能完成。
这种设计方法可靠性较差，设计成本高。
现代基于三维软件的CAD/CAE设计模式在设计阶段就可以对各种方案进行分析比较和优化，减少或消除样机的制作。
通过有限元分析便可了解设备在高压作用下零件的应力分布、变形情况；零件之间的接触力；判定产品的安全性；找出产品经济性与安全性的最佳平衡点。
SolidWorks是应用广泛的三维CAD建模和分析软件，可在完成零件、部件和总成的造型设计后，自动生成有限元网格并进行计算，如果结果不符合设计要求，则重新进行造型和计算，直到满意为止，从而极大地提高设计水平和效率。
本文以搅拌器设计中搅拌板厚度设计为例，通过使用SolidWorks的CAD/CAE功能，达到优化设计搅拌器的目的。
一、模型建立及有限元分析
1.搅拌器基本工作参数和模型建立
搅拌器结构见图1，具体参数见表1。
表1 搅拌器结构尺寸
搅拌器材料为Q235A，弹性模量210GPa，泊松比为0.28，抗拉强度为370MPa，屈服强度为235MPa，质量密度为7860kg/m3。
利用SolidWorks基于特征的参数化造型功能，可建立该托盘的精确模型，由于模型对称，因此采用半搅拌器分析。
2.有限元仿真分析
使用SolidWorks的Simulation插件，建立算例，对半搅拌器施加载荷和约束，对版搅拌器进行有限元网格划分，如图2。
图2 半搅拌器有限元网格模型
利用Simulation工具对半搅拌器模型进行应力和变形分析，其应力分布和位移分布见图2和图3，从图2的应力分析图上可以看出，半搅拌器的连接板键槽处为应力破坏点，最大应力为226.6Mpa，没超过Q235A 的屈服极限235Mpa。
从图3的位移分析来看，半搅拌器的最大为位移为5.51mm，位移变形很大，变形与实际基本相符，因此半搅拌器模型还需要优化。
图3 半搅拌器应力云图(N/mm2)
图4 半搅拌器位移云图(N/mm2)
二、半搅拌器结构优化设计
进入优化设计界面，半搅拌器的目标函数为半搅拌器的质量最小化；设计变量为搅拌板厚度，它对半搅拌器的质量和应力有重大影响；约束条件为安全系数，同时不改变其它条件，以防止半搅拌器整体结构出现较大变化。
设置搅拌板厚度取值范围为10≤x≤30。
经过5次迭代后，最终成功找到托盘模型优化最优解，具体优化过程见图5，优化前后相关数据对比见表2，为便于后期实际生产制造，对优化结果进行了取整。
图5 优化设计界面
表2 优化前后半搅拌器数据对比
由表2可知，与优化前相比，搅拌板厚度增大，它的厚度增大，可以增强搅拌板抗弯性能。
利用优化后的设计参数，重新生成半搅拌器模型，经有限元分析，托盘的最大位移为3mm，位移变形减小，说明托盘的强度和刚度有一定提高，可减少其在使用过程中的破损率。
三、结论
本文采用SolidWorks对半搅拌器模型进行了有限元仿真分析，并在分析的基础上，对托盘进行优化设计，半搅拌器优化后的性能更趋于合理，大大降低了设计及试验成本，为产品方案修订提供了方向性和数据性指导。