随着现代工业和尖端科学技术中注塑制品需求的增长,市场对注塑装备的需求日益增大。注塑装备前模板是支持和导向注塑模具的关键部件,合模液压系统是合模装置的动力和控制系统,两者的性能直接影响注塑产品的成型精度和注塑装备的能耗。因此,对其进行分析和优化设计具有重要意义。本文在注塑装备前模板和合模液压系统的分析和设计方面展开研究。对前模板进行静力学分析和传力路径分析,提出一种基于NCGA算法的变区域拓扑优化设计方法。对注塑装备合模液压系统进行研究,提出一种基于储能式动力匹配方案的注塑装备合模动力系统,并对注塑装备合模液压系统和动力方案进行动力学分析和节能性分析。全文主要内容如下：第一章,介绍了注塑装备的发展历史和基本组成部件及其分类,对合模机构模板设计的研究现状和液压系统的研究现状进行综述。最后给出论文的研究背景与意义,并列出论文的研究内容和组织框架。第二章,根据注塑装备前模板的工作情况,对注塑装备前模板进行了多约束锁模状态下的静力学分析,得到前模板最大节点位移、应力、应变。构建前模板结构拓扑优化问题数学模型,对多约束锁模状态下的前模板进行拓扑优化分析,得到前模板的传力路径。第三章,面向前模板变区域拓扑优化设计,提出一种基于NCGA算法的变区域拓扑优化设计方法,进行联合仿真,运用NCGA算法对前模板的静力学分析和拓扑优化分析进行驱动,得到前模板双目标拓扑优化问题的Pareto解集。解决了最大节点位移和材料去除率双目标优化下的设计区域参数设定问题。根据优化结果,对前模板进行静力学分析,验证了设计方法的有效性。第四章,分析了注塑装备合模液压系统压力和流量的多级特性,总结、归纳了阀控式、泵控式以及混合式注塑装备液压系统的动力学特性和节能性。针对注塑装备合模装置液压系统在压力和流量过渡时,能量损耗的问题,提出了一种基于储能式动力匹配方案的注塑装备合模动力系统。第五章,构建了变转速泵控式注塑装备合模动力系统和基于储能式动力匹配方案的注塑装备合模动力系统的仿真模型,对比分析了两种的液压动力系统在合模、保压、开模等多个工作阶段的动力学特性和节能特性,就液压动力系统的能耗进行分析。仿真实验结果验证了本文提出的基于储能式动力匹配方案的注塑装备合模动力系统良好的功能性和节能性。第六章,总结论文的主要内容和创新点,并对下一步研究工作进行展望。