基于ADAMS的八连杆冲压机构的优化设计与仿真分析

发布时间：2017-09-19 14:53

  本文关键词：基于ADAMS的八连杆冲压机构的优化设计与仿真分析

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【摘要】：随着科学技术的发展和工业技术水平的提高,各生产厂商对产品的质量越来越重视,提高广泛应用于工业生产领域中锻压机械的性能将变得更加重要。当前常用的机械压力机中,多连杆机械压力机相对使用较多,压力机内部的多连杆机构作为压力机的核心部分,机构的设计不合理等因素都会影响到压力机的各项性能,进而影响到产品的质量。针对上述问题,本文在对八连杆冲压机构进行运动学分析和动态静力分析的基础上,建立了机构的刚柔耦合模型,利用ADAMS软件对虚拟样机模型进行了仿真分析,并对机构尺寸进行了多目标优化设计,最终达到了提高八连杆机构整体性能的目的。文中阐述了各类型压力机的特点及优缺点,并介绍了国内外有关压力机的研究现状。通过解析法对压力机的八连杆冲压机构进行了运动学分析,建立机构的运动学数学模型。在此基础上,考虑外力和惯性力存在的情况下,对机构进行了动态静力分析。由于压力机在实际工作中都会受到力的作用,压力机内部的连杆构件在力的作用下会产生一定的弹性变形。如果对连杆机构建立刚性体模型将与实际工作状态间产生一定的误差,为了尽量符合机构实际工作运行状态,对连杆机构的部分杆件进行柔性化处理,建立了刚柔耦合模型。通过对比刚性体模型与刚柔耦合模型仿真结果,确定了建立刚柔耦合模型的必要性。为提高机构的运动平稳性、降低耗能等要求,本文针对压力机的八连杆冲压机构进行了优化设计,以减小机构工作行程中的速度波动量、压力角以及运动过程中的曲柄平均功率,降低加速度的最大值为优化设计目标,通过ADAMS/Insight试验设计模块对机构进行多目标优化设计,对比优化前后的分析结果表明机构的各项性能明显改善。在此基础上,利用ADAMS二次开发功能设计一种用于对比仿真分析结果的自定义界面。该界面可实现参数的输入和保存,通过输入优化前后连杆的长度、连杆间角度等相关参数的方式改变模型的几何尺寸,完成仿真并自动创建位移、速度等运动特性对比曲线。对比优化前后滑块的各特性曲线,能够形象直观地分析冲压机构的运动特性,验证了优化分析结果的合理性。本文为多连杆冲压机构的优化设计及仿真分析提供了一定的理论依据。
【关键词】：压力机 八连杆机构 ADAMS 仿真 优化设计
【学位授予单位】：延边大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG315;TH112
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 研究背景及意义14-16
• 1.2 机械压力机介绍16-19
• 1.2.1 压力机的分类16
• 1.2.2 机械压力机的特点16
• 1.2.3 多连杆机械压力机16-19
• 1.3 国内外研究现状19-20
• 1.4 本文主要内容20-22
• 第2章 八连杆冲压机构的运动学分析与动态静力分析22-36
• 2.1 运动学分析的目的及意义22
• 2.2 自由度分析22-23
• 2.3 运动学分析23-29
• 2.3.1 位置分析23-26
• 2.3.2 速度分析26-27
• 2.3.3 加速度分析27-29
• 2.4 压力角计算29-30
• 2.5 动态静力分析30-35
• 2.6 本章小结35-36
• 第3章 八连杆冲压机构的优化设计与仿真分析36-63
• 3.1 ADAMS软件介绍36-38
• 3.1.1 ADAMS软件应用36
• 3.1.2 ADAMS/AutoFlex介绍36-37
• 3.1.3 ADAMS/Insight试验设计37-38
• 3.2 参数化建模38-47
• 3.2.1 创建设计变量38-39
• 3.2.2 坐标点参数化39-40
• 3.2.3 刚性体建模与仿真分析40-44
• 3.2.4 刚柔耦合建模与仿真分析44-46
• 3.2.5 仿真结果对比与分析46-47
• 3.3 优化分析47-61
• 3.3.1 目标函数47-49
• 3.3.2 约束条件49-50
• 3.3.3 设计研究50-51
• 3.3.4 优化设计51-61
• 3.4 本章小结61-63
• 第4章 用户化设计63-69
• 4.1 ADAMS二次开发介绍63
• 4.2 工作环境设置63-64
• 4.3 自定义界面设计64-68
• 4.3.1 创建自定义界面64-65
• 4.3.2 仿真分析65-67
• 4.3.3 创建柔性体67
• 4.3.4 后处理界面设计67-68
• 4.4 本章小结68-69
• 第5章 结论69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 顾铭;洪明;宋鸣;;虚拟样机技术及其在ADAMS中的应用[J];成都电子机械高等专科学校学报;2005年04期

2 洪凯,王玉山,李冬梅,孔勇;多连杆机械压力机的特点介绍[J];山东机械;1998年03期

3 李建;王建新;殷文齐;喻宝林;;六连杆机械压力机传动机构优化设计[J];一重技术;2011年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 宋永强;机械压力机多连杆机构优化设计及运动仿真研究[D];山东大学;2011年

2 方秀平;基于ADAMS的平面四杆机构仿真实验平台研究[D];延边大学;2012年

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本文编号：882235