Page 110 - 《橡塑技术与装备》2025年7期

橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT

薄膜熔融挤出吹塑工艺的钢架结构

静力学分析与优化设计

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许丰 ，何强 2
(1. 广东金明精机股份有限公司，广东 汕头 515098 ；
2. 华中科技大学材料科学与工程学院材料成形与模具技术全国重点实验室，湖北 武汉
430074)

摘要 ： 以薄膜熔融挤出吹塑工艺的多层钢架平台为载体，对其进行了静态特性分析。构建 Q235 钢简化模型，考虑自重、设
备荷载等，发现主立柱 1~7 层应力超设计值（215 MPa），3、9 层主横梁挠度过大。通过加直角撑、十字撑及立柱等优化，应力
降至 174.12 MPa 以下，挠度降低 46% 以上，满足了规范要求，提升了结构安全性与稳定性。
关键词 ： 钢架结构 ；静力学分析 ；应力集中 ；挠度控制 ；结构优化设计
中图分类号 ： TQ320.66 文章编号 ： 1009-797X(2025)07-0062-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2025.07.013

薄膜熔融挤出吹塑工艺是一种广泛应用于塑料薄
膜生产的成型方法，尤其在聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、
聚氯乙烯（PVC）等热塑性塑料的制备中占据重要地
位 [1] 。薄膜熔融挤出吹塑工艺因其高效、低成本、生
产速度快等优点而被广泛应用于各个领域，特别是在
保鲜、防潮食品包装、隔离保温建筑材料、医用袋管
等医疗器械产品方面有着广泛的应用 [2~6] 。
在这一工艺中，吹胀薄膜的方向有上吹和下吹之
分，本文研究的钢架对应的生产工艺为薄膜挤出上吹
吹塑工艺，如图 1 所示，因此在实际生产过程中，除
挤出机、挤出膜头和收卷机放置在地面上外，其他设
备都需要安置在钢架上，因此钢架的强度对于安全生
产至关重要。
尧晶 [7] 等人在 ANSYSWorkbench 软件平台上建 1— 挤出机 ； 2— 挤出膜头 ； 3— 风环 ； 4— 稳泡器 ；
立游泳升降钢架结构力学模型，依据钢结构在载荷作 5— 膜管 ； 6— 人字板 ； 7— 牵引辊 ； 8— 导辊 ； 9— 收卷机
图 1 HDPE 吹膜生产工艺流程示意图
用下的强度和变形情况，通过 GDO 优化得到了钢材
矩形截面尺寸的最优设计点 ；钱路燕 [8] 以汽车前处理 横移载车架、升降平台以及大轿箱式立体车库的搬运
涂装线的多层钢结构平台作为载体，在 Inventor 软件 机器进行了力学模拟和结构优化，得到了符合规范的
中通过数值模拟分析，确保了钢平台的承载要求 ；赵 优化设计结果 ；谢茜 [11] 使用 ANSYS 对超高层建筑塔
顺 [9] 等人运用 ANSYS 对移动式混凝土搅拌站钢架结
作者简介 ：许丰（1993-），男，本科，机械工程师，主要
构有限元模型进行了力学性能分析，得出了主钢架结
负责推进吹膜设备产品模块化和零部件标准化发展工作，曾荣
构应力的位移分布，并通过实验验证了分析结果的准 获中国轻工业联合会科学技术进步奖“高性能功能化包装膜共
确性 ；王勇 [10] 利用 ANSYS 对垂直升降类立体车库的 挤吹塑先进装备研发与应用”一等奖。

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