Page 123 - 《橡塑技术与装备》2026年1期

产品与设计
PRODUCT AND DESIGN

解，结果如图 7 和图 8 所示。 由图 7 和图 8 可得轻量化后的等效应力为 70.709
MPa，z 向位移为 -0.259 mm。应力状态，位移变形
略有增大，且均在接受范围内，其质量降低至 949.3
kg，轻量化 23.2%，故本文所述方案取得较好的优化
成果。

6 结论
本 文通 过 对 原有 设 计方 案 数 值仿 真 分析， 利 用
Ansys Workbench 优化分析工具，对设计变量与质量、
等效应力、变形相关性分析，结合正交实验方法，对
密炼机机架相关设计参数优化设计，优化布局结构，
取得较为良好轻量化效果，并对后期同类产品设计提
图 7 等效应力云图
供经验参照。

参考文献 ：
[1] 周毅，周英志 . 橡胶密炼机的技术进展 [J]. 橡胶科技，
2017,15(03):38-43.
[2] 吕柏源 . 橡胶工业手册 — 橡胶机械 ( 上册 )[M].3 版 . 北京 :
化学工业出版社，2014．
[3] 钢结构设计标准 GB50017—2017. 中华人民共和国住房和城
乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 .
[4] 周炬 .ANSYS Workbench 有限元分析实例详解 ( 静力学 )[M].
北京 : 人民邮电出版社，2017.
[5] 韦韬，李明，黄洪，等 . 基于响应面优化的客车后高地板骨架
设计 [J]. 机械设计与研究，2022,38(01):161-167.

图 8 z 向变形云图

Optimization design of mixer frame based on
ANSYS and orthogonal experiment

1
2
Zhou Xiangyu , Huang Chen , Yu Chengtao 1*
(1.Jiangsu University of Technology, Changzhou 213001, Jiangsu, China;
2. Nantong Xuxin Rubber & Plastics Machinery Co. LTD., Nantong 226600, Jiangsu, China)
Abstract: This paper constructs a finite element analysis model for the mixer frame based on the finite
element method, and performs calculations after simplifying the boundary conditions according to actual
working conditions. With the help of the calculation results, parameterization is carried out for plate thickness
and angular dimensions to determine the optimization model; parameter values with high correlation to the
objective are selected through correlation analysis; and orthogonal experiments are used to optimize the
selected variables. Finally, the final optimization scheme is determined based on the results of the orthogonal
experiments, and simulation verification is conducted.
Key words: mixer frame; finite element; orthogonal experiment; optimized design
（R-03）

年
2026 第 52 卷 ·71·