HD-200高速壓力機(jī)工作機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)仿真及其機(jī)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展，鍛壓機(jī)械在現(xiàn)代化生產(chǎn)中所起的作用越來(lái)越重要，在機(jī)床中所占的比重越來(lái)越大，其中，應(yīng)用最廣泛的鍛壓設(shè)備是機(jī)械壓力機(jī)。為了適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械壓力機(jī)高速度、高效率、高精度和高柔性的發(fā)展趨勢(shì)，高速精密壓力機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。高速壓力機(jī)工作時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，具備自動(dòng)、高效、精密的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中。高速壓力機(jī)由于工作速度快，容易產(chǎn)生較大的不平衡慣性力，所以在生產(chǎn)過(guò)程中容易出現(xiàn)嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題。
　　 隨著現(xiàn)

2、代科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，尤其是有限元分析軟件和技術(shù)的發(fā)展，使得人們可以把壓力機(jī)作為一個(gè)整體而對(duì)其進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性分析和研究，進(jìn)而指導(dǎo)人們更科學(xué)有效的對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)高速壓力機(jī)的減振降噪。本課題就是以HD-200閉式雙點(diǎn)高速精密壓力機(jī)為研究對(duì)象，利用數(shù)值模擬和有限元分析方法對(duì)其進(jìn)行減振降噪問(wèn)題的研究，改善高速壓力機(jī)性能，提高其生產(chǎn)適用性。
　　 建立了HD-200高速壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的多剛體動(dòng)力學(xué)模型，利

3、用機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS對(duì)壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)副滑塊進(jìn)行優(yōu)化，大大降低了豎直方向不平衡慣性力變化量;考察了曲軸轉(zhuǎn)速和動(dòng)平衡效果的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)某一曲軸轉(zhuǎn)速下，優(yōu)化得到的最優(yōu)的副滑塊的質(zhì)量，可以適用于壓力機(jī)所許可的整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi);在滑塊安裝上模后對(duì)副滑塊進(jìn)行了優(yōu)化分析，得到了最優(yōu)副滑塊的質(zhì)量與上模質(zhì)量的關(guān)系式;進(jìn)行壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)豎直和水平方向不平衡慣性力的綜合優(yōu)化分析，發(fā)現(xiàn)通過(guò)同時(shí)調(diào)整副滑塊和配重塊，可以使壓

4、力機(jī)豎直方向和水平方向的不平衡慣性力均保持在合理的范圍內(nèi)，取得良好的綜合平衡效果。
　　 建立了HD-200高速壓力機(jī)組合機(jī)身的有限元模型，利用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)壓力機(jī)組合機(jī)身進(jìn)行靜力學(xué)分析、模態(tài)分析和典型沖裁載荷下的瞬態(tài)分析，得到了機(jī)身在公稱(chēng)力作用下的應(yīng)力和變形情況，得到了壓力機(jī)機(jī)身前六階固有頻率和相應(yīng)振型，得到了機(jī)身在沖裁工況下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
　　 在此基礎(chǔ)上，根據(jù)高速壓力機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)機(jī)身部分尺寸進(jìn)行

5、參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過(guò)靈敏度分析得到了8個(gè)對(duì)機(jī)身質(zhì)量和一階固有頻率影響最大的參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，以機(jī)身總質(zhì)量最小為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，以其一階固有頻率最高和位移變形量為性能約束，在Workbench Design Explorer中進(jìn)行多目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，綜合考慮獲得了最佳的機(jī)身優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化后機(jī)身總質(zhì)量由原來(lái)的18691kg減小為17661kg，重量減輕了1.03噸，輕量化效果顯著。
　　 對(duì)優(yōu)化后的壓力機(jī)組合機(jī)身進(jìn)行了靜力學(xué)分析、模態(tài)