新型锻造操作机的动力学分析及虚拟样机参数化研究

发布时间：2017-09-30 00:09

  本文关键词：新型锻造操作机的动力学分析及虚拟样机参数化研究

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【摘要】：大型铸锻件是我国重大装备制造业的重要基础和关键瓶颈,而锻造操作机是精确制造锻件的基本装备之一,用于夹持锻件配合锻压机完成锻压工艺,是锻造机械化与自动化的重要设备。目前,我国已经实现了万吨级自由锻压机的自主设计与制造,但是针对锻造操作机的研究与发达国家相比还存在较大差距。尽管国内各大高校和机构对锻造操作机已经有了较为深入的研究,但大部分研究是针对国外较为经典的机构,对新机构的研究相对较少,这严重加剧了对国外技术的依赖性。因此,本文基于一种新型的锻造操作机机构,对该机构进行了运动学、动力学分析和参数化建模与分析方面的工作。首先对新型锻造操作机的主运动机构建立了运动学和动力学数学模型。在给定一组相关数据的情况下,进行了运动学和动力学的求解,输出操作机主运动机构正反解位置变化曲线图和三组液压缸的驱动力变化曲线图,并进行了相关分析。然后将三维建模软件建立的锻造操作机模型导入ADAMS软件,建立了新型锻造操作机的虚拟样机。并进行了运动学、动力学仿真分析,并与理论求解值进行了对比分析。最后基于ADAMS软件的参数化建模功能,建立了该新型锻造操作机主运动机构的参数化模型,运用ADAMS软件的参数化分析功能,以提升误差为目标,对相关铰点位置进行了参数化分析,并对优化分析前后的目标值及提升缸驱动力进行了对比分析。
【关键词】：锻造操作机 运动学分析 动力学分析 虚拟样机仿真 参数化分析
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG315
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 研究的背景及意义11-12
• 1.2 锻造操作机发展现状12-17
• 1.2.1 锻造操作机简介12-14
• 1.2.2 国外锻造操作机发展概况14-16
• 1.2.3 国内锻造操作机发展概况16-17
• 1.3 锻造操作机的研究现状17
• 1.4 课题的来源及研究内容17-19
• 第2章 新型锻造操作机主运动机构运动学分析19-34
• 2.1 引言19
• 2.2 新型锻造操作机主运动机构简介19-20
• 2.3 操作机主运动机构运动学建模20-29
• 2.3.1 复数矢量表示20-21
• 2.3.2 构建机构坐标系21-22
• 2.3.3 操作机主运动机构位置正解22-26
• 2.3.4 操作机主运动机构位置反解26-29
• 2.4 操作机主运动机构运动学Matlab仿真分析29-33
• 2.4.1 尺寸参数设定29-30
• 2.4.2 操作机主运动机构运动学输入—输出仿真30-32
• 2.4.3 操作机主运动机构运动学输出—输入仿真32-33
• 2.4.4 正反解仿真结果分析33
• 2.5 本章小结33-34
• 第3章 新型锻造操作机主运动机构动力学分析34-57
• 3.1 引言34
• 3.2 操作机主运动机构速度和加速度求解34-43
• 3.2.1 主运动机构逆运动学速度及加速度求解34-37
• 3.2.2 主运动机构各构件质心速度及加速度求解37-43
• 3.3 操作机主运动机构动力学建模43-50
• 3.4 操作机主运动机构运动规划50-51
• 3.5 操作机主运动机构动力学Matlab仿真分析51-56
• 3.5.1 提升运动动力学求解及分析52-53
• 3.5.2 俯仰运动动力学求解及分析53-55
• 3.5.3 缓冲运动动力学求解及分析55-56
• 3.6 本章小结56-57
• 第4章 新型锻造操作机虚拟样机建模与分析57-69
• 4.1 引言57
• 4.2 新型锻造操作机虚拟样机建模57-59
• 4.3 新型锻造操作机虚拟样机建模59-63
• 4.3.1 锻造操作机运动学正解仿真59-61
• 4.3.2 锻造操作机运动学反解仿真61-63
• 4.4 锻造操作机动力学仿真与分析63-68
• 4.4.1 提升运动动力学仿真与分析64-65
• 4.4.2 俯仰运动动力学仿真与分析65-66
• 4.4.3 缓冲运动动力学仿真与分析66-68
• 4.5 本章小结68-69
• 第5章 新型锻造操作机的参数化优化69-79
• 5.1 引言69
• 5.2 参数化建模方法69
• 5.3 锻造操作机参数化建模69-72
• 5.3.1 定义参数化变量和目标70
• 5.3.2 建立锻造操作机简化模型70-71
• 5.3.3 模型参数化处理71-72
• 5.4 锻造操作机参数化分析72-77
• 5.4.1 提升缸参数化分析72-73
• 5.4.2 缓冲缸参数化分析73-77
• 5.5 参数化结果分析77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 结论79-80
• 参考文献80-84
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果84-85
• 致谢85

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本文编号：945010