本文選題：脈沖序列 + 頻譜分析�。� 參考：《濟(jì)南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：鑄件的落芯是鑄造過(guò)程中重要的環(huán)節(jié),對(duì)于型腔復(fù)雜的鑄件大都采用震動(dòng)落芯機(jī)進(jìn)行落芯。影響鑄件落芯質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素是落芯沖擊參數(shù),落芯沖擊參數(shù)主要包括空氣錘脈沖的幅值、寬度、頻率及脈沖作用點(diǎn)的位置及數(shù)目。合適的落芯沖擊參數(shù)既可以保證鑄件落芯的質(zhì)量,同時(shí)又可以提高落芯效率,所以確定合適的落芯沖擊參數(shù)對(duì)于實(shí)現(xiàn)鑄件高質(zhì)量的落芯是至關(guān)重要的。因此提出對(duì)震動(dòng)落芯機(jī)沖擊參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化研究。目前主要依靠經(jīng)驗(yàn)選取落芯沖擊參數(shù),采用試湊法對(duì)鑄件進(jìn)行反復(fù)沖擊實(shí)驗(yàn)來(lái)選擇落芯沖擊參數(shù)。對(duì)于鑄造廠家而言,對(duì)于不同類(lèi)型的鑄件,主要靠落芯機(jī)生產(chǎn)廠家對(duì)其進(jìn)行反復(fù)的沖擊實(shí)驗(yàn),觀察落芯效果,進(jìn)而確定相應(yīng)的落芯沖擊參數(shù)。每次實(shí)驗(yàn)后還需要把鑄件剖開(kāi)觀察落芯質(zhì)量的好壞,既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,而且試湊實(shí)驗(yàn)缺乏科學(xué)指導(dǎo),難以確定出最佳落芯沖擊參數(shù)。因此有必要提供一種既方便又可靠的方法來(lái)選擇落芯沖擊參數(shù),以提高鑄件的落芯質(zhì)量和落芯效率。在總結(jié)國(guó)內(nèi)外落芯沖擊參數(shù)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,提出了一種通過(guò)動(dòng)力學(xué)分析法來(lái)優(yōu)化選擇落芯沖擊參數(shù)的方法,并對(duì)落芯沖擊參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。完成的主要工作如下:(1)闡述了震動(dòng)落芯技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,針對(duì)目前選擇落芯沖擊參數(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低及可靠性低等問(wèn)題,提出震動(dòng)落芯機(jī)沖擊參數(shù)優(yōu)化研究這一課題。介紹了震動(dòng)落芯機(jī)的工作原理,分析了影響落芯效果的主要因素,將空氣錘的脈沖幅值、脈沖頻率、脈沖寬度及空氣錘沖擊作用點(diǎn)位置和數(shù)目作為主要優(yōu)化參數(shù)。(2)基于傅里葉變換理論對(duì)落芯沖擊力脈沖序列進(jìn)行了頻譜分析,獲得了沖擊力脈沖序列時(shí)域參數(shù)與頻域參數(shù)之間的關(guān)系。根據(jù)沖擊理論對(duì)空氣錘沖擊鑄件的過(guò)程進(jìn)行了理論分析,建立了空氣錘沖擊鑄件的模型。利用沖擊理論估算了空氣錘沖擊鑄件的脈沖寬度,為脈沖寬度的優(yōu)化選擇做好準(zhǔn)備,縮小了脈沖寬度的取值范圍,提高了脈沖寬度的優(yōu)化效率。(3)基于SolidWorks軟件采用分塊化建模的方法建立了鑄件的三維模型,利用坐標(biāo)點(diǎn)連接的方法對(duì)鑄件施加了彈性約束并劃分網(wǎng)格,建立了復(fù)雜的鑄件有限元模型。通過(guò)模態(tài)分析獲得了鑄件的各階固有頻率及振型,對(duì)鑄件進(jìn)行了諧響應(yīng)分析,通過(guò)諧響應(yīng)分析得到鑄件粘砂界面的最大響應(yīng)峰值頻率,結(jié)合模態(tài)分析確定出脈沖頻率的選擇范圍。通過(guò)模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析進(jìn)一步縮小了脈沖頻率的選擇范圍,提高了脈沖頻率的優(yōu)化效率。(4)通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析,對(duì)落芯沖擊參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。首先采用單脈沖對(duì)鑄件進(jìn)行沖擊試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析,得到的優(yōu)方案為四個(gè)沖擊作用點(diǎn)均勻布置的A2B1C3參數(shù)組合,該方案表明:各因素對(duì)鑄件粘砂界面的剪切應(yīng)力、拉應(yīng)力及加速度等落芯指標(biāo)的影響大小次序依次為脈沖幅值,其次是脈沖寬度,最后是脈沖作用點(diǎn)的位置。研究還發(fā)現(xiàn)脈沖寬度越寬,改變脈沖作用點(diǎn)位置對(duì)各落芯指標(biāo)的影響越小,脈沖寬度越窄,脈沖作用點(diǎn)越靠近鑄件下部支撐位置時(shí)所獲得的各項(xiàng)落芯指標(biāo)值越大。保持其它因素不變,改變脈沖寬度,脈沖寬度越窄則對(duì)應(yīng)的各項(xiàng)落芯指標(biāo)值越大。通過(guò)兩脈沖及多脈沖對(duì)鑄件的沖擊試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析,得到的優(yōu)方案是四個(gè)沖擊作用點(diǎn)均勻布置的A2C1B2參數(shù)組合,該方案表明:各因素對(duì)鑄件粘砂界面的剪切應(yīng)力、拉應(yīng)力及加速度等落芯指標(biāo)的影響大小次序依次為脈沖幅值,其次是脈沖頻率,最后是脈沖寬度。此時(shí)優(yōu)方案的脈沖寬度等于脈沖周期的一半,脈沖序列頻譜的基頻、五次倍頻、六次倍頻分別對(duì)應(yīng)鑄件的第一階、第七階、第十階固有頻率。通過(guò)試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析,獲得了鑄件的落芯沖擊參數(shù)優(yōu)化方案,克服了傳統(tǒng)上主要依靠經(jīng)驗(yàn)選取落芯沖擊參數(shù)時(shí)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、低效率、低可靠性等缺點(diǎn),使落芯更加可靠,提高了生產(chǎn)效率。(5)基于主成分分析法構(gòu)建了落芯指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)方程。對(duì)落芯指標(biāo)進(jìn)行了主成分分析,獲得了落芯指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方程,并對(duì)落芯指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方程進(jìn)行了驗(yàn)證。可以得到:綜合評(píng)價(jià)值越大,其所對(duì)應(yīng)的落芯沖擊參數(shù)方案越好,而試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析得到的優(yōu)化方案所對(duì)應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)值最大。落芯指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方程可以實(shí)現(xiàn)對(duì)落芯指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià),進(jìn)而可以根據(jù)綜合評(píng)價(jià)值的大小來(lái)確定落芯沖擊參數(shù)的優(yōu)化組合,克服了主觀因素對(duì)落芯指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)的影響。(6)空氣錘及振動(dòng)電機(jī)會(huì)對(duì)落芯機(jī)機(jī)體及底部的隔振器造成沖擊,進(jìn)而造成損壞,影響震動(dòng)落芯機(jī)的工作性能,進(jìn)而影響到落芯的效率。利用Adams研究了落芯沖擊參數(shù)及振動(dòng)電機(jī)對(duì)落芯機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的影響。隨著脈沖寬度由小到大變化,隔振器的振動(dòng)響應(yīng)各參數(shù)值呈現(xiàn)先增大后減小變化趨勢(shì),脈沖幅值比脈沖寬度對(duì)其振動(dòng)響應(yīng)各參數(shù)值的影響大,脈沖幅值是影響最大的因素。當(dāng)脈沖頻率變化時(shí),隔振器的振動(dòng)響應(yīng)各參數(shù)值總體上與脈沖頻率成正比。因?yàn)檎駝?dòng)電機(jī)對(duì)隔振器造成沖擊,振動(dòng)電機(jī)對(duì)隔振器的損壞作用最為嚴(yán)重,可以考慮增加隔振器的扭轉(zhuǎn)剛度或更換抗扭性能較強(qiáng)的隔振器。落芯機(jī)振動(dòng)響應(yīng)的研究對(duì)于減小振動(dòng)沖擊對(duì)隔振器的損壞,使震動(dòng)落芯機(jī)獲得好的工作性能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可靠、高效率的落芯具有十分重要的意義。
[Abstract]:This paper presents a method for optimizing the impact parameters of casting core by using dynamic analysis method . In this paper , the influence of various factors on core indexes such as shear stress , tensile stress and acceleration of casting sand - bonded interface is considered as pulse amplitude , followed by pulse width and pulse width . ( 6 ) The vibration response of the vibration isolator is greatly influenced by the vibration response of the vibration isolator . When the pulse frequency changes , the vibration response of the vibration isolator has the most influence on the vibration response of the vibration isolator .
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TG23

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1938199