基于CAE的剪切工具跌落仿真研究

发布时间：2023-02-03 17:36

　　电动工具是使用电力来提供输入力或扭矩的工具,小到小家电的生产,大到火箭的制造,都有电动工具的身影。其便携性以及能够提供的大扭力,使得电动工具的需求以及各个领域的应用重要性很高。所以家庭和企业对电动工具的需求也变得越来越大,人们希望自己的工具的耐用性都能达到一定的使用要求。相应地,对电动工具的质量以及可靠性的要求也是越来越大。而跌落冲击所引发的机构毁伤是电动工具的主要失效原因之一。对于结构复杂,材料构成多样的剪切电动工具而言,设计样机-试验与优化的传统方法费时且成本高昂,为满足高效经济的产品研发需要,亟需建立预测跌落冲击响应的新方法。本课题以某品牌电动剪切工具为研究对象,基于冲击理论和有限元理论对其动态缓冲特性和结构优化设计进行了深入研究。主要研究内容如下:（1）运用CATIA和Hyperworks进行几何建模与有限元建模,建立某直流电剪刀的跌落模型。对特定跌落姿态和高度条件下的跌落过程进行仿真,获得了关键冲击应力与结构应变分布,以及零件在跌落后的结果预测;（2）设计跌落试验,记录其在实际跌落过程中的受力状态的变化以及实际的跌落的结果来对比仿真结果,验证数值模型的合理性与适用性;（3）基... 

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 跌落冲击问题研究现状
        1.2.1 模态分析法与样机试验
        1.2.2 CAE辅助分析
    1.3 论文研究内容及方法
第二章 跌落理论及分析软件
    2.1 瞬态动力学
    2.2 有限单元法
    2.3 接触算法
    2.4 CATIA软件介绍
    2.5 Hyperworks软件介绍
    2.6 本章小结
第三章 基于Hyperworks的冲击响应数值研究
    3.1 几何结构与网格处理
        3.1.1 模型建立
        3.1.2 网格划分
        3.1.3 材料赋值
        3.1.4 刚性墙设置
    3.2 跌落参数设置
        3.2.1 跌落方向设置
        3.2.2 跌落位置设置
    3.3 计算结果与讨论
        3.3.1 角度一跌落的模拟结果
        3.3.2 角度二跌落的模拟结果
        3.3.3 角度三跌落的模拟结果
        3.3.4 角度四跌落的模拟结果
        3.3.5 角度五跌落的模拟结果
        3.3.6 角度六跌落的模拟结果
        3.3.7 计算结果讨论
    3.4 本章小结
第四章 跌落实验验证
    4.1 产品脆值
    4.2 加速度跌落测试
        4.2.1 实验设备
        4.2.2 实验方法设计
        4.2.3 实验结果分析
    4.3 正式量产后的跌落测试
    4.4 本章小结
第五章 CAE辅助优化设计
    5.1 问题根源
    5.2 跌落与失效
    5.3 跌落参数设置
    5.4 跌落失效模拟结果
    5.5 解决方案的模拟分析及选择
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 本文创新点
    6.3 进一步工作
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于离散元方法的预制裂纹扩展过程分析[J]. 赵永,杨天鸿,于庆磊,张鹏海.  东北大学学报(自然科学版). 2018(07)
[2]脆性多裂纹扩展问题的近场动力学建模分析[J]. 秦洪远,刘一鸣,黄丹.  浙江大学学报(工学版). 2018(03)
[3]牛顿迭代法在非线性特征问题中的收敛性[J]. 宋耀艳,张成毅,侯甲渤.  西安工程大学学报. 2017(01)
[4]基于三阶和四阶龙格库塔法的GM（1,1）模型优化及应用[J]. 沈艳,张丽玲,张琦智,底大钧.  数学的实践与认识. 2016(07)
[5]三次非线性包装系统跌落冲击响应分析的一种近似方法[J]. 包俊青,周棋彬,周洋,陈安军.  包装工程. 2016(01)
[6]可空投系留平台空投跌落冲击响应研究[J]. 饶进军,黄锦辉,冯俊兴.  包装工程. 2014(21)
[7]全隐式龙格库塔法求解点堆动力学方程[J]. 王伟吉,叶金亮,方成跃.  核科学与工程. 2014(03)
[8]基于Ansys Workbench的整体包装件动态缓冲特性仿真分析[J]. 丁玉平,钱怡.  包装工程. 2014(11)
[9]高速精密数控车床主轴箱多目标优化设计[J]. 段明德,姬晓晓,胡伟奇,刘康华,张峰涛.  河南科技大学学报(自然科学版). 2014(02)
[10]基于Abaqus的手持式电动工具跌落仿真[J]. 余芳.  计算机辅助工程. 2013(S2)

硕士论文
[1]裂纹演化的广义粒子动力学数值模拟[D]. 牛燚炜.重庆大学 2017
[2]基于CAE与DOE的家用电钻优化设计[D]. 成晨.苏州大学 2016
[3]笔记本电脑的跌落仿真研究[D]. 储雨奕.东南大学 2016
[4]笔记本电脑跌落测试仿真分析与研究[D]. 张彬.苏州大学 2014
[5]包装件跌落模拟计算与缓冲结构优化[D]. 车宪香.山东大学 2013
[6]相机镜头跌落冲击计算机仿真技术研究[D]. 韩春晓.长春理工大学 2013
[7]基于Hypermesh的某中型货车车架仿真分析与改进设计[D]. 葛彦竹.吉林大学 2010
[8]波轮式洗衣机关键部件的跌落仿真[D]. 郝智伟.江南大学 2009
[9]手机翻盖结构抗跌落设计方法的研究[D]. 沈健.上海交通大学 2009
[10]电动工具模块化设计技术研究[D]. 翁丽霞.浙江工业大学 2006



本文编号：3734640