基于激光催裂的应力断料机的虚拟设计

发布时间：2017-04-10 21:46

  本文关键词：基于激光催裂的应力断料机的虚拟设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：下料质量的优劣直接影响着生产效率和产品质量。与传统下料方法相比,基于裂纹技术的应力断料法具有高效、节能等优点,而目前应用裂纹技术断料的设备专一性比较强,无法同时适用于脆性材料和塑性材料的下料。基于此,本文以金属材料疲劳断裂理论、应力断料理论和激光切割及催裂理论为理论基础,设计一种基于激光催裂的应力断料机,使其同时满足脆性材料和塑性材料的下料。主要工作内容及获得的研究结论如下： (1)基于裂纹技术、应力断料法、激光切割及催裂理论,分析目前现有的应力断料设备的缺点,并论证激光切割、催裂在应力断料机上应用的可行性,在此基础上探讨出基于激光催裂的应力断料机的工作原理。 (2)设计基于激光催裂的应力断料机的主要零部件,同时对激光器进行分析选择。然后对应力断料机的预荷机构、切槽机构和夹紧机构等主要零部件进行虚拟三维建模和装配,并对完成的虚拟模型进行干涉分析,修改和完善各个零部件的尺寸缺陷,从而得到一个基于激光催裂的应力断料机的完整虚拟模型。 (3)对基于激光催裂的应力断料机的机构进行运动学和动力学仿真分析,通过对预荷机构和切槽机构在位移、速度、加速度和力等方面的分析,证明了所设计的应力断料机运动规律的合理性,以及激光切割、催裂应用到应力断料机的可行性。 (4)分析应力断料机主轴系统的模态特性,验证其动态性能和抗振性能是否合理。找出主轴系统结构的动力学缺陷并进行具体的结构改进,达到了提高主轴抗振能力、改善机构动态性能的目的。同时获得主轴系统的固有振型各阶频率值,为断料机避免共振提供了依据。 研究表明,所设计的基于激光催裂的应力断料结构的合理性在运动学与动力学方面得到了验证,其运动规律和抗震性能等动态特性满足设计要求。应用激光能够增强基于激光催裂的应力断料机的适用性,使之能够同时满足脆性材料和塑性材料的下料要求,这一设计理念具有很大的研究空间和研究价值。
【关键词】：应力断料 裂纹技术 激光催裂 虚拟开发技术 仿真分析
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH122
【目录】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 插图索引10-12
• 附表索引12-13
• 第1章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 国内外相关研究综述14-19
• 1.2.1 应力断料原理和设备的发展现状14-17
• 1.2.2 激光切割、催裂的发展现状17-18
• 1.2.3 虚拟产品开发技术的发展现状18-19
• 1.3 研究意义和内容19-21
• 1.3.1 研究意义19
• 1.3.2 研究内容19-21
• 第2章 基于激光催裂的应力断料机设计的理论基础21-29
• 2.1 裂纹技术概述21
• 2.2 应力状态的分类21-22
• 2.3 材料的断裂机理22-24
• 2.3.1 脆性材料的断裂机理22-23
• 2.3.2 塑性材料的断裂机理23-24
• 2.4 激光切割、催裂理论基础24-28
• 2.4.1 金属材料的激光效应25-26
• 2.4.2 激光脆裂的理论分析26-27
• 2.4.3 实验过程和分析27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 基于激光催裂的应力断料机工作原理介绍与结构设计29-36
• 3.1 基于激光催裂的应力断料机的工作原理介绍29-30
• 3.2 预荷机构设计30-32
• 3.2.1 预荷力的计算30-31
• 3.2.2 预荷机构的结构设计31-32
• 3.3 切槽机构设计32-34
• 3.3.1 切槽机结构设计32-33
• 3.3.2 激光器的选择33-34
• 3.4 夹紧机构设计34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第4章 基于激光催裂的应力断料机的虚拟建模36-44
• 4.1 零件设计的基本步骤及基本流程36-37
• 4.2 典型零件模型的建立37-39
• 4.2.1 拉伸件模型的建立37
• 4.2.2 旋转件模型的建立37-38
• 4.2.3 轴类件模型的建立38
• 4.2.4 标准件模型的建立38-39
• 4.3 基于激光催裂的应力断料机的虚拟装配39-40
• 4.3.1 虚拟装配简介39
• 4.3.2 虚拟装配流程及功能39-40
• 4.4 基于激光催裂的应力断料机主要部件的结构装配模型40-43
• 4.4.1 夹紧机构模型40-41
• 4.4.2 预荷机构模型41
• 4.4.3 切槽机构模型41-42
• 4.4.4 基于激光催裂的应力断料机整机模型42-43
• 4.4.5 基于激光催裂的应力断料机装配模型的干涉检验43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 基于激光催裂的应力断料机的运动学仿真分析44-49
• 5.1 机构建模44
• 5.2 机构运动学的仿真与分析44-45
• 5.3 预荷机构运动学的仿真与分析45-47
• 5.4 切槽机构运动学的仿真与分析47-48
• 5.5 本章小结48-49
• 第6章 基于激光催裂的应力断料机的动力学仿真分析49-54
• 6.1 液压缸驱动力分析49-50
• 6.2 凸轮与轮子接触力分析50
• 6.3 主轴系统模态分析50-53
• 6.4 本章小结53-54
• 结论与展望54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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9 刘检华,姚s

本文编号：297604