八连杆压力机机构的优化设计

发布时间：2020-05-28 05:59

【摘要】：随着近些年来汽车行业的飞速发展,对机械压力机性能的要求也越来越高。传统的曲柄压力机在冲压大型薄壁覆盖件时,会因为拉深速度过快或者拉深速度波动过大导致工件被拉坏。为了解决这一问题,本文结合实际项目,对一种八连杆压力机机构进行优化设计。首先,分析压力机总体结构方案,通过类比法获得公称压力25000kN压力机的杆系参数;为了得到八连杆机构滑块的运动学规律,建立八连杆机构的运动学方程,推导滑块的位移、速度、加速度方程,使用MATLAB获得滑块的位移、速度、加速度曲线,通过分析运动曲线,说明机构的优势和短板。其次,通过与前人的遗传算法进行对比,提出一种收敛性好、全局搜索能力强的遗传算法;然后以杆系参数作为设计变量,以曲柄存在条件、机构拐点、最大行程约束等作为约束条件,以降低拉深行程内速度标准差作为优化目标,使用改进的遗传算法进行优化;优化后拉深速度标准差由100.5822mm/s下降至84.0684mm/s,最大速度由原来的488.8691mm/s 下降到 423.0235mm/s。再次,通过机构杆件的三维建模,分析杆件的质量、质心位置、转动惯量;对杆件质心进行运动学分析,得到质心的运动规律;对杆件进行动态静力学分析,通过前面分析求出杆件的惯性力和惯性力矩带入力平衡方程中,建立动态静力学矩阵方程;根据公称压力25000kN,通过动态静力学矩阵方程得出曲柄驱动转矩,进而得到机构的冲压能力曲线,验证压力机的拉深能力。根据杆件质量获得机构总重,考虑滑块和上模的重量设计压力机平衡系统。最后,开发八连杆压力机杆系快速优化设计系统,分析该系统需要实现的功能,设计系统的软件流程,设计系统的交互界面,编写控件响应程序,使用实例验证系统可行性,优化软件的运行效率。
【图文】：

图１．１舒勒公司伺服冲压线ＳｅｒｖｏｌｉｎｅＬ逡逑国内压力机发展现状逡逑国内的压力机生产厂商主要有济南第二机床厂，扬力集团，扬锻集团，齐齐厂，捷迈，，天津锻压等公司。在时代的大背景下，我国的锻压机床也迎来

Ｈｆｌ逡逑图１．２八连杆压力机的普遍形式逡逑由图１．２可以看出，１为机架，２为曲柄，８是由连杆转化成的滑块。电机匀速转动逡逑带动曲柄２匀速转动，曲柄２通过中间的机构带动滑块上下滑动。逡逑很多作者都在该机构的基础上进行运动分析和优化研宄。优化问题由来己久，优化逡逑算法也多种多样，很多工程实际问题在求解过程中极其复杂，通常连准确的数学模型都逡逑难以建立，即使建立了数学模型，其优化目标常常面临多峰即局部极值有好多个的问题。逡逑传统的优化方法如梯度法、最速下降法等均需要求解目标函数的梯度从而决定优化方向，逡逑因此很难处理。同时传统的优化方法由于搜索能力的局限性，容易掉入局部极值中，如逡逑何解决这些问题，如何高效准确的找到全局最优解。发明和寻找一种适合求解该类问题逡逑的最优化方法成为优化研宄中的一个主要研究目标和研究方向。逡逑多连杆机构的优化目的往往是提高机构的运动学性能或动力学性能
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U468.2

【参考文献】

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本文编号：2684824