大型高速落料機落料過程的建模仿真
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- 大型高速落料機落料過程的建模仿真摘要：本文首先綜述了開展數(shù)控板料開卷矯平剪切生產(chǎn)線落料機落料過程的建模仿真與結構優(yōu)化研究的背景和意義，并指出了用有限元方法可為重型機械的控制規(guī)范的優(yōu)化設計提供有力的工具。選取了CAD三維造型軟件UG NX4.0和有限元分析軟件ANSYS建立了橫梁結構的有限元模型，進而對整體橫梁結構進行了靜、動態(tài)特性分析，在此基礎上優(yōu)選出靜、動態(tài)性能較為優(yōu)越的矩形橫截面結構的橫梁。在數(shù)控板料開卷矯平剪切生產(chǎn)線落料機的設計階段，運用有限元理論和模態(tài)分析理論，對落料機結構的靜、動態(tài)性能做出分析預測并運用優(yōu)化設計方法進行優(yōu)化，對于新機床工作性能的改善、加工精度的提高、開發(fā)周期的縮短和產(chǎn)品競爭力的增強無疑是十分重要的。
關鍵詞：大型數(shù)控高速落料機；橫梁結構；靜態(tài)分析；模態(tài)分析；拓撲優(yōu)化
1 引言
隨著現(xiàn)代加工制造業(yè)的發(fā)展，極端制造在國民經(jīng)濟中的戰(zhàn)略地位越發(fā)重要，針對微納米技術對零部件的機械加工已經(jīng)引起了廣泛的關注；目前，針對特大型零部件或機械的加工設備和工藝要求正方興未艾，新一代大型零部件結構設計發(fā)生了很大變化。新一代的零部件設計理念催生了新一代的加工設備。落料機屬于鍛壓機械八大類產(chǎn)品中數(shù)控板料開卷矯平剪切生產(chǎn)線的關鍵單機。其工作原理是板料在落料機主驅(qū)動輥的驅(qū)動下通過從動輪將板料進行送進，然后進行瞬間的落料及堆垛，是鋼鐵冶金行業(yè)必需的落料校正類設備，該單機設計的剛度與強度直接影響板料堆垛質(zhì)量與可靠性運行。
與傳統(tǒng)的落料機相比，其優(yōu)點在于：一次能夠獲得尺寸較大的板料，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中大型工件的坯料加工，能提高大型工件的質(zhì)量和材料利用率；并能大幅度地提高了大型工件的力學性能和可靠性[2]。針對上述大型工件加工工藝開發(fā)的內(nèi)在迫切需求，開發(fā)大型落料機（跨度超過16m）十分必要，該設備可應用于鋼鐵冶金、汽車、造船等行業(yè)大型板材的加工配送，因此，該型設備的產(chǎn)業(yè)化對于我國現(xiàn)代加工制造業(yè)的又好又快發(fā)展具有重要意義[3]。
隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學技術的發(fā)展，機床產(chǎn)品也日益向著高速、高效、高精度和自動化方向發(fā)展，良好的結構動態(tài)性能要求己經(jīng)成為產(chǎn)品開發(fā)設計中的重要優(yōu)化指標之一[4-7]。以有限元方法和模態(tài)分析理論為支撐的現(xiàn)代設計方法，己經(jīng)成為現(xiàn)代機床設計發(fā)展的必然趨勢。本論文的課題來自山東宏康機械制造有限公司大型高速落料機的研究與開發(fā)項目。針對項目研發(fā)的新型落料機的重要核心結構件—橫梁，采用有限元分析方法，對其進行動靜態(tài)性能研究，進而做出結構優(yōu)化，從而為同類機床的設計提供理論依據(jù)提出一條優(yōu)化機床結構的路徑。
2有限元建模仿真...
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