活络模具是汽车轮胎生产的配套装备,对轮胎性能有至关重要的影响。将胎坯装入模具,模具型腔的花纹印在胎坯上,使各层胶料发生硫化反应,模具内轮廓的温度与应力是影响轮胎质量的重要因素。本文主要使用ANSYS软件进行活络模具的结构设计、有限元分析及结构优化,以63.5号硫化机上使用的1188壳体用于硫化12R22.5规格轮胎的模具为初始模具结构,对该模具结构进行了应力分析、热分析、热力耦合分析。以分析结果为基础,对初始模具进行结构优化,优化的目标为:一是改善模具内轮廓上的温度分布,提高温度均匀性、对称性;二是改善模具内轮廓的应力集中,缓解模具变形问题,提高硫化轮胎的质量,改善轮胎产品的胶边与花纹错位问题。以初始模具结构为基础,设计了两种优化模具结构,并对这两种模具结构进行分析。依据上述两个优化目标,将初始模具结构分析数据结果分别与两种优化结构进行对比,分析表明,在本文的两个优化目标下,后两种模具结构在一定程度上优于初始模具结构。对第二种优化模具结构进行模具在轮胎硫化过程中的仿真,目的是为轮胎硫化工艺的改进提供依据,硫化过程仿真分为三步:第一步是温模过程,模具从常温加热到工作温度,该过程在ANSYS中采用瞬态热分析,得出模具温模时间为1.15小时;第二步是开模装胎过程,模具打开,模具型腔暴露在空气中使得热量散失,该过程采用热辐射分析,分析结果:模具由180.0°C降到146.6°C;第三步是硫化反应过程,是胎坯硫化为成品轮胎的过程,仿真分析类型为瞬态热力耦合分析,得出温度—时间曲线、应力—时间曲线等。开发完成两项软件,一是轮胎模具内轮廓曲线设计软件,主要用于辅助模具结构设计,采用MATLAB软件中的GUIDE插件编写。二是对第二种优化模具结构,采用ANSYS_APDL二次开发语言编写完成模具结构分析软件,可以实现模具结构的热力耦合分析。