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剪板机机构优化分析与展望


发布时间:2018-05-30 09:08:57  点击次数:355  来源:江海集团信息部
 

本文首先介绍了剪板机的剪切原理和重要结构部件,计算了运行过程中的力
 学性能参数,对剪板机进行受力分析,再在三维建模软件 UG 中建立剪板机机架
 
 
和上刀架的三维模型。对剪板机进行刚度和强度分析,分别对机架和上刀架施加
 
 
 
移动载荷模拟剪切过程,静力学分析后得到机架和上刀架的应力和应变大小,分
 
 
 
析其变形趋势,并分析不同剪切位置对剪板机关键部位刚度的影响。对机架进行
 
 
 
模态分析,了解现有机架结构的振动特性,找出机架结构前十阶固有频率和相应
 
 
 
振型,将得到的固有频率与机架的工作频率进行对比分析,判断出在剪板机的运
 
 
 
行过程中容易因为疲劳而发生破损的区域。论文最后,对剪板机机架进行拓扑优
 
 
 
化和尺寸优化设计,并且在此前静力学分析的基础上,提出机架结构的优化设计
 
 
 
方案;比较两种优化方法的优劣,最终确定较合理的优化方法,得到了一种新型
 
 
 
的剪板机设计方法。
 
 
 
 
第一:简要介绍了剪板机的定义以及用途;从国内研究现状和国外研究现
 
 
 
状两个方面概括了目前剪板机的研究现状和方法;概述了剪板机的发展趋势;简
 
 
 
要介绍了本课题研究的相关背景、目的、意义和研究内容。
 
 
 
第二:简要介绍了剪板机分类以及液压闸式剪板机的剪切原理和特点;介
 
 
 
绍了液压闸式剪板机的主要组成部件以及各部件之间的连接方式;通过计算得到
 
 
 
主副油缸推力、压料油缸作用力、剪切力以及各个支撑件的受力大小;对剪板机
 
 
 
结构受力分析,简要概述了各部件受力情况;在三维建模软件 UG 中,对剪板机主要部件机架和上刀架参数化几何建模。
 
 
 
第三:分别在机架和上刀架上施加移动载荷,模拟剪板机的实际剪切过程,在静力学分析后,得到各个剪切位置的应力、应变的分布情况以及大小,考察关键部位的应力和位移大小,满足国际标准的强度和刚度要求;通过分析不同剪切位置对机架各个关键部位刚度的影响,为下一步对剪板机结构的改进设计和优化设计提供基础。
 
 
 
第四:对机架结构进行模态分析,获取机架结构的前十阶固有频率及振型,将得到的固有频率与机架的工作频率进行对比分析,判断出在剪板机的运行过程中容易因为疲劳而发生破损的区域,为之后的优化设计提供一定的参考。
 
 
 
第五:概述了优化设计理论和优化设计方法;根据实际要求,在保证剪板机的工作性能的前提下,以剪板机机架结构质量最轻为目标,对机架进行拓扑优化设计和尺寸优化设计;比较两种方案的优劣,确定较为合理的机架结构优化方案,得到了一种新型剪板机的设计方法。
 
 
第六:对本文的主要内容进行总结,指出本文研究中存在的一些问题,并为后来对剪板机的研究提出自己的建议。文组织结构图,如图 1.1 所示。
 
 
第一 绪论
 
 
第二 液压闸式剪板机的简介及力学模型的建立
 
 
 
第二 液压闸式剪板机静力学性能分析
 
刚度和强度校核 关键部位的刚度分析
 
 
第四 液压闸式剪板机的模态分析
 
 
第五 液压闸式剪板机机架的的优化设计分析
 
拓扑优化设计 尺寸优化设计
 
 

 

第六 总结与展望
 

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