在整个造纸过程中，由于压榨辊能够以机械加压的方式将干度为20％左右的湿纸页压榨成干度约为50％的纸张，这使得干燥部所耗的蒸汽量大大降低，所以压榨部一直承担着节约成本的重要任务。同时，刚从网部出来的纸页纤维组织不紧密，强度低，表面粗糙，所以压榨辊还附带有增加纸页的紧度和强度的功能。可见，压榨部在造纸机上起着举足轻重的作用。 作为压榨部主要元件的压榨辊，承受着压榨部甚至整个纸机的最大载荷。同时，随着现代纸机的车速越来越快，压榨辊为了满足高线压力和足够的压榨时间，设计的辊径也越来越大，出现了大辊径压榨辊，于是相应的问题就接踵而至，比如辊子越来越重，应力越来越大，挠度问题等等。 由于造纸是一个连续化生产的过程，这要求压榨辊能够在高压与腐蚀的环境中连续不断的旋转。为了避免压榨辊发生破坏，设计压榨辊时往往采用过强度设计。所以不论是旧型号产品的生产还是新产品的开发，都要浪费大量材料，增加了纸机的运行成本和制造成本，也会增加纸机运行的负担。 本课题将以一个典型的大辊径盲孔压榨下辊为研究对象，用ANSYS软件对其进行有限元分析，研究如何才能在压榨辊满足工作条件的情况下使辊子的制造成本最低。 本课题利用ANSYS软件强大的优化设计功能对压榨辊的辊筒进行了目标优化设计和拓扑优化设计。其中，通过对辊筒壁厚进行的目标优化设计，实现了壁厚的优化，最终节约了20.2％的辊筒材料，同时也减轻了辊子13.8％的重量，并且用传统公式对其进行的验证可知结果是可信的；通过对压榨辊进行的拓扑优化分析可知，不仅辊筒铸铁材料的强度得到了充分地发挥，还节约了23.5％的辊筒材料，减轻了压榨辊16％的重量。可见用ANSYS软件对压榨辊进行的优化设计所带来的效益是显著的，两种优化设计均具有很大的经济意义。 另外，在设计过程中发现，由ANSY软件计算得到的最大挠度值与由传统最大挠度公式得到的计算值不同。由于挠度的大小会直接影响出压榨辊纸页的质量好坏，所以本课题特意研究了两者之间会产生误差的原因，并简单地分析了影响误差大小的因素。研究结果表明，在考虑轴头刚度的情况下，挠度绝对误差的绝对值会随着辊筒壁厚的增大而减小，也会随着面宽的减小而减小。当l/b=1.2时，两个挠度的吻合程度较好时的尺寸组合为D/d＞1.33且b/D＜4.61，此时可以用传统挠度公式计算最大挠度；而当D/d偏小或b/D偏大时，挠度的误差会比较大。 在文章的最后还给出了用ANSYS软件进行各种分析的所有APDL语言。