高速压力机优化设计与动态性能研究
发布时间：2022-01-05 17:43
高速化的冲压技术发展推动了高速压力机的研制,对于高速机械而言,其动态性能的研究具有非常重要的意义。本文以高速压力机为研究对象,基于动态指标,将理论分析、数值计算方法、有限元仿真与测试技术等相结合,从主运动机构创新方案设计及运动尺度优化设计、传动机构综合平衡优化设计、传动机构多刚体动力学分析、机身结构动力学分析与振动测试实验设计等方面展开分析与研究,致力于提高高速压力机的动态性能。首先,基于现有压力机主运动机构构型进行创新设计,利用再生运动链创新方法与杆组法,得到所有满足设计要求的六连杆与八连杆机构构型,为多连杆机构的构型创新设计提供了一个理论设计流程。对方案进行多因素评价,确定最终构型方案。进一步地,以冲压滑块冲压行程内速度波动最小为指标,综合压力机主运动机构运动学性能与动力学性能要求,利用遗传算法,对所选方案进行尺度优化。进行运动学分析,对比优化设计方案与经验设计方案对应的滑块运动规律,验证优化的有效性。其次,针对高速多连杆压力机因机构不平衡而产生机身振动的问题,提出一套综合优化平衡设计方案:以平衡机构9个质量属性参数为设计变量,以机身三个自由度动响应幅值线性加权和最小为目标函数,利...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及背景
1.2 高速压力机国内外发展现状
1.2.1 国外高速压力机发展现状
1.2.2 国内高速压力机发展现状
1.3 高速压力机关键技术研究现状
1.3.1 主运动机构设计
1.3.2 动平衡技术研究
1.3.3 结构动力学分析
1.4 本文研究内容
2 压力机主运动机构创新及优化设计
2.1 压力机主运动机构构型创新设计
2.1.1 基于杆组法的机构创新
2.1.2 基于再生运动链法的六杆机构创新
2.1.3 八杆压力机传动机构创新
2.1.4 方案评价与确定
2.2 基于最小冲压速度波动的尺度优化模型建立
2.2.1 压力机主运动机构性能设计要求
2.2.2 优化模型建立
2.2.3 优化方法
2.3 主运动机构设计实例与运动学分析
2.3.1 尺度优化设计结果与分析
2.3.2 运动学分析
2.4 本章小结
3 高速压力机机构综合平衡优化设计
3.1 基于机身动响应的机构综合平衡设计
3.1.1 机身多自由度振动模型建立
3.1.2 振动系统激振载荷求解
3.1.3 激励载荷作用下机身动响应求解
3.2 高速压力机综合平衡设计多目标优化
3.2.1 多目标优化模型建立
3.2.2 综合平衡优化实例
3.2.3 综合平衡方案平衡效果分析
3.3 优化变量对平衡效果的影响
3.3.1 正交试验设计
3.3.2 正交试验方差分析
3.4 本章小结
4 高速压力机动力学分析
4.1 高速压力机多刚体动力学分析
4.1.1 高速压力机系统动力学模型
4.1.2 基于虚拟样机的机身激励载荷求解
4.2 高速压力机机身动态特性分析
4.2.1 机身结构动力学有限元模型建立
4.2.2 机身动态特性分析
4.3 高速压力机机身动响应分析
4.3.1 机身动响应求解
4.3.2 机身瞬态动力分析结果
4.4 本章小结
5 高速压力机振动测试实验台设计与研究
5.1 实验设备与参数
5.1.1 振动测试实验台硬件组成
5.1.2 振动测试实验台软件设计
5.2 振动测试实验方案
5.2.1 高速压力机振动影响因素
5.2.2 实验测试结果
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS的伺服压力机三角肘杆式工作机构优化设计[J]. 胡建国,孙友松,章争荣,程永奇. 锻压技术. 2019(02)
[2]采用NSGAⅡ多目标优化算法的机械压力机三角形肘杆机构优化设计[J]. 杜威,赵升吨,金利英. 锻压技术. 2018(11)
[3]机械式高速精冲机动平衡优化[J]. 胡文涛,刘艳雄. 锻压技术. 2018(11)
[4]基于遗传算法的双曲柄伺服压力机杆系的优化设计[J]. 项余建,汤世松,周智伟,佘宽,刘志. 锻压装备与制造技术. 2017(03)
[5]正交试验法在悬架系统优化设计中的应用[J]. 刘良,罗勇,刘福华,黄河. 机械设计与制造. 2017(04)
[6]面向对象的多杆机构多目标多约束优化设计方法[J]. 唐敦兵,杨俊,戴敏. 机械制造与自动化. 2016(04)
[7]高速机械压力机综合动平衡优化研究[J]. 李烨健,孙宇,胡峰峰,王栓虎. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]新型高速精密压力机传动机构研究[J]. 柯尊芒,鹿新建,冯华伟,王寒阳. 锻压装备与制造技术. 2013(03)
[9]机械压力机六连杆机构优化设计[J]. 杨春峰,张盛,李云鹏,陈飙松,刘宁. 大连理工大学学报. 2013(01)
[10]基于ADAMS的压力机主传动系统的动态仿真分析[J]. 丁旺,丁武学,冯丙波. 制造业自动化. 2010(12)
博士论文
[1]伺服压力机的传动分析与控制策略研究[D]. 樊索.华中科技大学 2017
[2]多杆高速机械压力机关键技术研究[D]. 李烨健.南京理工大学 2016
[3]大型机械伺服压力机的关键技术及其应用研究[D]. 宋清玉.燕山大学 2014
硕士论文
[1]曲柄压力机实验台优化设计[D]. 董宸宇.大连理工大学 2018
[2]六杆肘杆式机械压力机的动态静力学与动力学分析[D]. 王春丽.山东科技大学 2017
[3]12500kN冷锻压力机的振动研究[D]. 葛敏.机械科学研究总院 2016
[4]船用齿轮箱振动特性分析及减振效果研究[D]. 杨欣茹.重庆大学 2016
[5]LTH450T高速压力机运动机构及机身结构的仿真分析与优化[D]. 闫玉芝.山东大学 2014
[6]HD-200高速压力机工作机构的动力学仿真及其机身结构优化[D]. 刘运玺.山东大学 2013
[7]基于载荷谱的兆瓦级风电齿轮箱动态特性研究[D]. 胥良.重庆大学 2013
[8]高速压力机多体动力学分析及仿真[D]. 吴洋洋.南京航空航天大学 2013
[9]高速压力机关键参数对其振动影响的研究[D]. 郑基睿.南京航空航天大学 2013
[10]超高速压力机惯性力平衡优化与仿真研究[D]. 白剑宇.浙江工业大学 2011
本文编号：3570791
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题来源及背景
1.2 高速压力机国内外发展现状
1.2.1 国外高速压力机发展现状
1.2.2 国内高速压力机发展现状
1.3 高速压力机关键技术研究现状
1.3.1 主运动机构设计
1.3.2 动平衡技术研究
1.3.3 结构动力学分析
1.4 本文研究内容
2 压力机主运动机构创新及优化设计
2.1 压力机主运动机构构型创新设计
2.1.1 基于杆组法的机构创新
2.1.2 基于再生运动链法的六杆机构创新
2.1.3 八杆压力机传动机构创新
2.1.4 方案评价与确定
2.2 基于最小冲压速度波动的尺度优化模型建立
2.2.1 压力机主运动机构性能设计要求
2.2.2 优化模型建立
2.2.3 优化方法
2.3 主运动机构设计实例与运动学分析
2.3.1 尺度优化设计结果与分析
2.3.2 运动学分析
2.4 本章小结
3 高速压力机机构综合平衡优化设计
3.1 基于机身动响应的机构综合平衡设计
3.1.1 机身多自由度振动模型建立
3.1.2 振动系统激振载荷求解
3.1.3 激励载荷作用下机身动响应求解
3.2 高速压力机综合平衡设计多目标优化
3.2.1 多目标优化模型建立
3.2.2 综合平衡优化实例
3.2.3 综合平衡方案平衡效果分析
3.3 优化变量对平衡效果的影响
3.3.1 正交试验设计
3.3.2 正交试验方差分析
3.4 本章小结
4 高速压力机动力学分析
4.1 高速压力机多刚体动力学分析
4.1.1 高速压力机系统动力学模型
4.1.2 基于虚拟样机的机身激励载荷求解
4.2 高速压力机机身动态特性分析
4.2.1 机身结构动力学有限元模型建立
4.2.2 机身动态特性分析
4.3 高速压力机机身动响应分析
4.3.1 机身动响应求解
4.3.2 机身瞬态动力分析结果
4.4 本章小结
5 高速压力机振动测试实验台设计与研究
5.1 实验设备与参数
5.1.1 振动测试实验台硬件组成
5.1.2 振动测试实验台软件设计
5.2 振动测试实验方案
5.2.1 高速压力机振动影响因素
5.2.2 实验测试结果
5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS的伺服压力机三角肘杆式工作机构优化设计[J]. 胡建国,孙友松,章争荣,程永奇. 锻压技术. 2019(02)
[2]采用NSGAⅡ多目标优化算法的机械压力机三角形肘杆机构优化设计[J]. 杜威,赵升吨,金利英. 锻压技术. 2018(11)
[3]机械式高速精冲机动平衡优化[J]. 胡文涛,刘艳雄. 锻压技术. 2018(11)
[4]基于遗传算法的双曲柄伺服压力机杆系的优化设计[J]. 项余建,汤世松,周智伟,佘宽,刘志. 锻压装备与制造技术. 2017(03)
[5]正交试验法在悬架系统优化设计中的应用[J]. 刘良,罗勇,刘福华,黄河. 机械设计与制造. 2017(04)
[6]面向对象的多杆机构多目标多约束优化设计方法[J]. 唐敦兵,杨俊,戴敏. 机械制造与自动化. 2016(04)
[7]高速机械压力机综合动平衡优化研究[J]. 李烨健,孙宇,胡峰峰,王栓虎. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(06)
[8]新型高速精密压力机传动机构研究[J]. 柯尊芒,鹿新建,冯华伟,王寒阳. 锻压装备与制造技术. 2013(03)
[9]机械压力机六连杆机构优化设计[J]. 杨春峰,张盛,李云鹏,陈飙松,刘宁. 大连理工大学学报. 2013(01)
[10]基于ADAMS的压力机主传动系统的动态仿真分析[J]. 丁旺,丁武学,冯丙波. 制造业自动化. 2010(12)
博士论文
[1]伺服压力机的传动分析与控制策略研究[D]. 樊索.华中科技大学 2017
[2]多杆高速机械压力机关键技术研究[D]. 李烨健.南京理工大学 2016
[3]大型机械伺服压力机的关键技术及其应用研究[D]. 宋清玉.燕山大学 2014
硕士论文
[1]曲柄压力机实验台优化设计[D]. 董宸宇.大连理工大学 2018
[2]六杆肘杆式机械压力机的动态静力学与动力学分析[D]. 王春丽.山东科技大学 2017
[3]12500kN冷锻压力机的振动研究[D]. 葛敏.机械科学研究总院 2016
[4]船用齿轮箱振动特性分析及减振效果研究[D]. 杨欣茹.重庆大学 2016
[5]LTH450T高速压力机运动机构及机身结构的仿真分析与优化[D]. 闫玉芝.山东大学 2014
[6]HD-200高速压力机工作机构的动力学仿真及其机身结构优化[D]. 刘运玺.山东大学 2013
[7]基于载荷谱的兆瓦级风电齿轮箱动态特性研究[D]. 胥良.重庆大学 2013
[8]高速压力机多体动力学分析及仿真[D]. 吴洋洋.南京航空航天大学 2013
[9]高速压力机关键参数对其振动影响的研究[D]. 郑基睿.南京航空航天大学 2013
[10]超高速压力机惯性力平衡优化与仿真研究[D]. 白剑宇.浙江工业大学 2011
本文编号：3570791
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3570791.html
