张哲衍 ，葛鹏翔 ，娄军强 ，傅南红 ，李国平 ，陈星欣 ，柳丽

(1.宁波大学机械工程与力学学院，浙江宁波 315211；2.海天塑机集团有限公司，浙江宁波 315800)

模板是注塑机合模机构的关键部件之一，其质量约占整机质量的70%，主要实现模具的安装、固定和运动导向等功能[1]。模板的力学性能与其质量和结构有关[2]，然而质量与其强度、刚度相对立，故在保证强度、刚度的前提下，对模板进行轻量化设计具有重要的现实意义。

国内外研究人员使用数值计算法对模板结构展开研究。李明辉等[3]通过参数化方法，获得加强筋结构与模板应力应变的关系，并从what-if分析中获得最佳设计参数。S.H.Sun[4]引入自组织方法对注塑机定模板进行拓扑优化，认为V形是最好的拓扑结构。文献[5]～文献[8]采用变密度法对模板进行拓扑优化，参考伪密度云图重新设计模板结构。Ren Bin等[9]对不同体积比下的拓扑优化方案进行了讨论。

上述研究虽获得一定成果，但对如何根据拓扑后的伪密度云图进行模型重构未作进一步深入讨论。笔者以JU16000II型二板式注塑机动模板为研究对象，在满足可靠性的前提下对其拓扑优化，分析拓扑结果并进行逼近建模，为注塑机模板的轻量化设计提供一种高效且实用于工程的方法。

1 动模板拓扑优化

1.1 拓扑优化模型

随着结构拓扑优化理论的完善及其在实际工程中的成功应用，国内外许多CAE软件都已开发出拓扑优化模块[10]，笔者在动模板静力学分析的基础上，选择变密度法[11]对其进行拓扑优化。……