平压平模切机双肘杆机构的弹性动力学研究

论文摘要

平压平模切机是印后加工的重要设备。随着社会的发展和人们需求的提高,平压平模切机正朝着高速、高精度方向发展。主机模切机构是自动平压平模切机的核心部分,其机械性能的好坏,对模切机的工作能力、工作速度和模切质量起着至关重要的作用。但是,受传统习惯影响,认为模切机主要靠静压工作,人们主要对其运动特性和静态压力特性进行分析,而现实情况要远比这复杂的多。因此,有必要对模切机构的工作原理,运动学和动力学特性进行研究。其主要内容包括:1.运动分析是动力分析的基础,本文采用转换机构法和搜索法相结合的算法,对双肘杆机构进行运动分析,并利用MATLAB进行仿真,得到双肘杆机构在一个周期内的运动规律。2.假设双肘杆机构处于刚性环境下,基于达朗伯定理,对机构进行动态受力分析,得到机构各杆件在不考虑模切压力和考虑模切压力两种情况下,周期受力变化情况。通过对比表明,考虑模切压力作用的情况下,机构的受力状况发生很大变化,对机构产生不利影响。3.在考虑机构弹性的前提下,利用有限元法对双肘杆机构进行静态受力分析,得到在极限模切力的作用下,各杆件内部所受应力和位移改变情况。结果显示,当模切压力为300t时,连杆和肘杆的局部部位最大应力值远大于构件材料的许用应力值。4.对双肘杆机构进行模态分析,结果表明:考虑弹性情况下,机构的固有频率对机构的最终运动状况没有产生大的影响,可视其为等同处于刚性状态下考虑。5.考虑弹性的情况下,采用有限元的方法,利用ANSYS对双肘杆机构进行瞬态动力分析。根据所得数据分析知:双肘杆在运行过程中,由于模切压力的作用,动平台中间部位是比较薄弱的地方,受力后变形较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1. 绪论
• 1.1 国际上模切机的发展状况
• 1.2 国内模切机的发展现状和趋势
• 1.3 课题的目的和意义
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 1.5 本章小结
• 2. 双肘杆机构的运动学研究
• 2.1 转换机构法概述
• 2.2 运动学分析
• 2.2.1 位移分析
• 2.2.2 速度分析
• 2.2.3 加速度分析
• 2.3 结果分析
• 2.4 本章小结
• 3. 双肘杆机构的刚性动力学研究
• 3.1 刚性动力学简介
• 3.2 双肘杆机构的动力学计算与分析
• 3.3 本章小结
• 4. 双肘杆机构的弹性静力学研究
• 4.1 连杆弹性动力分析概述
• 4.1.1 连杆弹性分析简介
• 4.1.2 弹性动力分析介绍
• 4.2 有限元法与ANSYS概述
• 4.2.1 有限元理论
• 4.2.2 ANSYS概述
• 4.3 机构弹性静力分析
• 4.3.1 肘杆机构实体模型的建立
• 4.3.2 有限元模型建立
• 4.3.3 约束和载荷的加载
• 4.3.4 基于ANSYS的弹性静力计算与分析
• 4.4 本章小结
• 5. 双肘杆机构的模态分析
• 5.1 模态分析概述
• 5.1.1 模态的概念
• 5.1.2 模态的分类
• 5.2 基于ANSYS的模态分析
• 5.2.1 模态分析
• 5.2.2 ANSYS求解
• 5.2.3 模态数据整理
• 5.3 结果分析
• 5.4 本章小结
• 6. 双肘杆机构的瞬态动力研究
• 6.1 模切压力模型的建立
• 6.2 瞬态动力分析概述
• 6.3 基于ANSYS的瞬态动力分析
• 6.3.1 瞬态动力分析的假设条件
• 6.3.2 瞬态动力分析参数设置
• 6.3.3 数据整理整理及分析
• 6.4 本章小结
• 7. 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 后续工作展望
• 7.2.1 工作中存在的不足
• 7.2.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录