铰链式精密剪切装置的虚拟开发

发布时间：2019-09-23 21:41

【摘要】：通过分析、比较目前现有的剪切装置的发展成果，深入分析精密剪切原理和铰链机构的运动特点，以力封闭结构的原理为基础，以计算机软件CAD和CAE为设计平台，利用虚拟样机技术，以Ф30的Q235A棒料为例，设计了一种适用于普通压力机的新型铰链式精密剪切装置。设计结果表明：一、铰链式精密剪切装置解决了现有精密剪切装置存在的卡死、缺少导向装置、磨损较大等问题。该装置工作可靠，使用方便而且结构简单，能够满足精密剪切棒料的要求；二、利用虚拟样机技术可以完成新产品的整个设计过程，虚拟样机技术的应用在新产品的开发中已有不可取代的作用。本文的主要工作和成果是： 首先，选定径向夹紧剪切为本装置的剪切方式，，讨论本装置具有承受大载荷的能力，结构满足力封闭要求，结合铰链机构承载能力强运动多样性的特点，建立铰链式精密剪切装置的结构模型。利用三维设计软件Pro/E，逐步完成零件的虚拟建模和虚拟装配，并进行静态干涉检验，修正了设计中的缺陷。 然后，对精密剪切装置的主要受力零部件进行了有限元分析。输出机构的节点位移图和应力分布图，可以得出零件在静力作用下的最大变形量和最大应力，验证了零件能够满足受力要求。同时也可得到受力变形较大位置，为制造时采取必要措施提供依据。 最后，将精密剪切装置的虚拟模型简化后导入到动力学仿真软件ADAMS中，对精密剪切装置工作过程建立数学运动模型，并进行运动学仿真分析。输出各机构工作过程中的速度、加速度、位移及接触力等仿真曲线，验证了所设计精密剪切装置工作过程的合理性。实现了剪切装置从数字化实体建模到虚拟样机仿真的虚拟开发工作。 该课题的研究成功地将虚拟样机技术应用到铰链式精密剪切装置的优化设计中。实现了实体模型到仿真模型的转化，实现了装配体3D模型的转化，对精密剪切装置的三维仿真模型进行相关动态仿真，分析仿真结果，验证机构的合理性。
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TH136;TP391.7

【参考文献】

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本文编号：2540484