8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動構的優(yōu)化設計及其動態(tài)特性分析
發(fā)布時間:2021-02-28 00:24
溫鍛伺服壓力機的誕生為裝備制造業(yè)提供新的加工技術,它不僅具有材料利用率與產(chǎn)出效率高,加工質量好,滑塊行程大的優(yōu)點,還能通過改變伺服電機的輸出程序,獲得不同的運動曲線,實現(xiàn)柔性化生產(chǎn)的目的。主傳動機構的研究一直是溫鍛伺服壓力機設計的難點與重點,本文以8000kN溫鍛伺服壓力機曲柄滑塊對心布置的六桿主傳動機構為研究對象,主要分析其運動特性與動態(tài)特性,具體研究內(nèi)容如下:(1)8000kN溫鍛伺服壓力機曲柄滑塊對心布置的六桿主傳動機構運動學公式推導以及人機交互界面的創(chuàng)建。針對其六桿主傳動機構,運用矢量復數(shù)法建立運動學數(shù)學模型,推導滑塊及桿件各鉸接點的運動學表達式;然后根據(jù)用戶使用要求,利用MATLAB軟件創(chuàng)建六桿主傳動機構運動學人機交互界面。(2)溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構的參數(shù)優(yōu)化。根據(jù)溫鍛工藝的特點并考慮到產(chǎn)品成本,確立曲柄輸出扭矩、滑塊在鍛壓階段的速度、加速度以及“產(chǎn)品經(jīng)濟性”最小為目標函數(shù),曲柄存在條件、上連桿夾角與擺角約束、下死點側向力不換向約束、滑塊行程約束為約束條件。綜合運用分層序列法與遺傳算法構建多目標參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型,利用MATLAB軟件進行求解計算,得到優(yōu)化的桿系參數(shù)。(...
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 研究的意義
1.2 溫鍛伺服壓力機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動分析
2.1 溫鍛伺服壓力機的鍛壓工藝
2.2 溫鍛伺服壓力機的基本結構及其工作原理
2.3 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構的基本組成
2.4 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動學分析
2.4.1 六桿主傳動機構運動學數(shù)學建模
2.4.2 六桿主傳動機構運動學分析
2.5 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動學人機交互界面的設計
2.5.1 六桿主傳動機構運動學人機交互界面的創(chuàng)建
2.5.2 六桿主傳動機構運動學人機交互界面的實現(xiàn)
2.6 本章小結
第三章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化設計
3.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化數(shù)學模型
3.1.1 設計變量的確定
3.1.2 約束條件
3.1.3 目標函數(shù)的建立
3.1.4 目標函數(shù)優(yōu)先級劃分
3.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化設計
3.2.1 分層遺傳算法
3.2.2 六桿主傳動機構優(yōu)化及其結果分析
3.3 本章小結
第四章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構的動態(tài)特性分析
4.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構動態(tài)靜力數(shù)學建模
4.1.1 六桿主傳動機構構件質心加速度分析
4.1.2 六桿主傳動機構動態(tài)靜力分析
4.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構動態(tài)靜力結果分析
4.2.1 空載分析
4.2.2 負載分析
4.3 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構模態(tài)分析
4.3.1 模態(tài)分析理論
4.3.2 六桿主傳動機構模態(tài)分析
4.4 本章小結
第五章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機仿真及載荷測試
5.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機模型的建立
5.1.1 Adams分析流程
5.1.2 模型的導入
5.1.3 施加約束和驅動
5.1.4 碰撞力的設置
5.1.5 模型檢驗
5.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機仿真
5.2.1 六桿主傳動機構運動學仿真
5.2.2 六桿主傳動機構動力學仿真
5.3 溫鍛伺服壓力機載荷測試
5.3.1 樣機試制及載荷測試方法
5.3.2 測試結果分析
5.4 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間參加的科研項目和發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]伺服壓力機在汽車制造領域的優(yōu)勢及設計要求[J]. 孔德宇. 現(xiàn)代制造技術與裝備. 2018(07)
[2]含間隙超精密壓力機柔性多連桿機構動力學建模與仿真[J]. 鄭恩來,張航,朱躍,康敏. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[3]含間隙運動副機構的動力學特性研究[J]. 王旭鵬,劉更,馬尚君. 振動與沖擊. 2016(07)
[4]考慮桿件柔性的間隙機構系統(tǒng)磨損分析[J]. 鄧培生,原大寧,劉宏昭,王庚祥. 中國機械工程. 2016(02)
[5]伺服沖床主傳動機構構型及運動學優(yōu)化設計[J]. 周艷華,謝福貴,劉辛軍. 機械工程學報. 2015(11)
[6]多桿高速機械壓力機機構優(yōu)化設計[J]. 李燁健,孫宇,胡峰峰. 中國機械工程. 2015(01)
[7]復合伺服驅動壓邊力控制執(zhí)行機構建模與優(yōu)化[J]. 楊莉,金振林,秦泗吉,鄒鳳剛,黃勇超. 機械工程學報. 2015(03)
[8]基于多目標的機械壓力機六連桿機構設計[J]. 宋清玉,李建,殷文齊. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2012(04)
[9]伺服壓力機在我國的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 金風明,竇志平,韓新民. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2012(01)
[10]考慮運動副間隙的機構動態(tài)特性研究[J]. 白爭鋒,趙陽,趙志剛. 振動與沖擊. 2011(11)
博士論文
[1]含間隙機械系統(tǒng)的動力學特性及參數(shù)匹配規(guī)律研究[D]. 朱喜鋒.蘭州交通大學 2016
碩士論文
[1]偏置六桿機構拉深成形壓力機桿系優(yōu)化及虛擬樣機設計[D]. 田旭.燕山大學 2017
[2]多連桿機械壓力機傳動系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 袁良照.合肥工業(yè)大學 2017
[3]多運動副間隙對機構動力學特性的影響[D]. 余濤.鄭州大學 2017
[4]離合器壓蓋沖壓線搬運機械手的設計分析與控制系統(tǒng)研究[D]. 虞鵬.江蘇大學 2017
[5]多連桿壓力機桿系優(yōu)化設計研究[D]. 王汝新.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[6]中國汽車產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟增長關系的實證研究[D]. 朱北岑.上海師范大學 2015
[7]CWFP12500KN冷鍛壓力機機身有限元模態(tài)分析及結構優(yōu)化[D]. 楊東祺.機械科學研究總院 2014
[8]多連桿伺服壓力機主傳動系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 丁鍵.南京航空航天大學 2014
[9]1350噸多連桿冷鍛壓力機的參數(shù)優(yōu)化及動力學研究[D]. 潘慶元.機械科學研究總院 2013
[10]多連桿機械式壓力機動力學分析研究[D]. 張進.合肥工業(yè)大學 2012
本文編號:3055022
【文章來源】:江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】:89 頁
【學位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題研究背景及意義
1.1.1 課題研究背景
1.1.2 研究的意義
1.2 溫鍛伺服壓力機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 國外的研究現(xiàn)狀
1.2.2 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀
1.3 本文主要研究內(nèi)容
第二章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動分析
2.1 溫鍛伺服壓力機的鍛壓工藝
2.2 溫鍛伺服壓力機的基本結構及其工作原理
2.3 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構的基本組成
2.4 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動學分析
2.4.1 六桿主傳動機構運動學數(shù)學建模
2.4.2 六桿主傳動機構運動學分析
2.5 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構運動學人機交互界面的設計
2.5.1 六桿主傳動機構運動學人機交互界面的創(chuàng)建
2.5.2 六桿主傳動機構運動學人機交互界面的實現(xiàn)
2.6 本章小結
第三章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化設計
3.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化數(shù)學模型
3.1.1 設計變量的確定
3.1.2 約束條件
3.1.3 目標函數(shù)的建立
3.1.4 目標函數(shù)優(yōu)先級劃分
3.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構優(yōu)化設計
3.2.1 分層遺傳算法
3.2.2 六桿主傳動機構優(yōu)化及其結果分析
3.3 本章小結
第四章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構的動態(tài)特性分析
4.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構動態(tài)靜力數(shù)學建模
4.1.1 六桿主傳動機構構件質心加速度分析
4.1.2 六桿主傳動機構動態(tài)靜力分析
4.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構動態(tài)靜力結果分析
4.2.1 空載分析
4.2.2 負載分析
4.3 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構模態(tài)分析
4.3.1 模態(tài)分析理論
4.3.2 六桿主傳動機構模態(tài)分析
4.4 本章小結
第五章 8000kN溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機仿真及載荷測試
5.1 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機模型的建立
5.1.1 Adams分析流程
5.1.2 模型的導入
5.1.3 施加約束和驅動
5.1.4 碰撞力的設置
5.1.5 模型檢驗
5.2 溫鍛伺服壓力機六桿主傳動機構虛擬樣機仿真
5.2.1 六桿主傳動機構運動學仿真
5.2.2 六桿主傳動機構動力學仿真
5.3 溫鍛伺服壓力機載荷測試
5.3.1 樣機試制及載荷測試方法
5.3.2 測試結果分析
5.4 本章小結
第六章 總結與展望
6.1 總結
6.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間參加的科研項目和發(fā)表的論文
【參考文獻】:
期刊論文
[1]伺服壓力機在汽車制造領域的優(yōu)勢及設計要求[J]. 孔德宇. 現(xiàn)代制造技術與裝備. 2018(07)
[2]含間隙超精密壓力機柔性多連桿機構動力學建模與仿真[J]. 鄭恩來,張航,朱躍,康敏. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2017(01)
[3]含間隙運動副機構的動力學特性研究[J]. 王旭鵬,劉更,馬尚君. 振動與沖擊. 2016(07)
[4]考慮桿件柔性的間隙機構系統(tǒng)磨損分析[J]. 鄧培生,原大寧,劉宏昭,王庚祥. 中國機械工程. 2016(02)
[5]伺服沖床主傳動機構構型及運動學優(yōu)化設計[J]. 周艷華,謝福貴,劉辛軍. 機械工程學報. 2015(11)
[6]多桿高速機械壓力機機構優(yōu)化設計[J]. 李燁健,孫宇,胡峰峰. 中國機械工程. 2015(01)
[7]復合伺服驅動壓邊力控制執(zhí)行機構建模與優(yōu)化[J]. 楊莉,金振林,秦泗吉,鄒鳳剛,黃勇超. 機械工程學報. 2015(03)
[8]基于多目標的機械壓力機六連桿機構設計[J]. 宋清玉,李建,殷文齊. 農(nóng)業(yè)機械學報. 2012(04)
[9]伺服壓力機在我國的發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 金風明,竇志平,韓新民. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2012(01)
[10]考慮運動副間隙的機構動態(tài)特性研究[J]. 白爭鋒,趙陽,趙志剛. 振動與沖擊. 2011(11)
博士論文
[1]含間隙機械系統(tǒng)的動力學特性及參數(shù)匹配規(guī)律研究[D]. 朱喜鋒.蘭州交通大學 2016
碩士論文
[1]偏置六桿機構拉深成形壓力機桿系優(yōu)化及虛擬樣機設計[D]. 田旭.燕山大學 2017
[2]多連桿機械壓力機傳動系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 袁良照.合肥工業(yè)大學 2017
[3]多運動副間隙對機構動力學特性的影響[D]. 余濤.鄭州大學 2017
[4]離合器壓蓋沖壓線搬運機械手的設計分析與控制系統(tǒng)研究[D]. 虞鵬.江蘇大學 2017
[5]多連桿壓力機桿系優(yōu)化設計研究[D]. 王汝新.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[6]中國汽車產(chǎn)業(yè)與經(jīng)濟增長關系的實證研究[D]. 朱北岑.上海師范大學 2015
[7]CWFP12500KN冷鍛壓力機機身有限元模態(tài)分析及結構優(yōu)化[D]. 楊東祺.機械科學研究總院 2014
[8]多連桿伺服壓力機主傳動系統(tǒng)動態(tài)特性研究[D]. 丁鍵.南京航空航天大學 2014
[9]1350噸多連桿冷鍛壓力機的參數(shù)優(yōu)化及動力學研究[D]. 潘慶元.機械科學研究總院 2013
[10]多連桿機械式壓力機動力學分析研究[D]. 張進.合肥工業(yè)大學 2012
本文編號:3055022
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