针对注塑成型随形冷却的流热力耦合拓扑优化方法研究

来源：计算力学学报杂志2021年第4期北京时间：

作者：于明豪,黄菀清,李征,阮诗伦,刘春太,申长雨

单位：大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,郑州大学 橡塑模具国家工程研究中心, 郑州 450002,大连理工大学 工业装备结构分析国家重点实验室, 大连 116024,郑州大学 橡塑模具国家工程研究中心, 郑州 450002

摘要：注塑成型在塑料工业生产中占据重要地位，注塑模具的散热能力影响着塑料制品的生产效率以及产品质量。本文基于变密度拓扑优化方法，以最小化结构平均温度为目标，研究了注塑模具冷却管道的拓扑优化问题。由于在注塑成型过程中模具会受到注塑机施加的克服塑件胀模力的巨大锁模力，故本文还将模具结构承载性能作为优化的评价指标。最终基于开源平台OpenFOAM对此三维流-热-力耦合拓扑优化问题进行求解，得到了具有制造可行性的冷却管道设计。

关键词：流热力耦合拓扑优化,注塑成型冷却管道,散热器设计,

基金资助：国家自然科学基金（11702053；11602050）；111计划（B14013）；工业装备结构分析国家重点实验室自主研究课题（S18110）；中央高校基本科研业务费专项资金（DUT2019TD37）资助项目.