本文關(guān)鍵詞：有限元分析在氣扳機沖擊塊設計中的應用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：氣扳機又稱風扳機，其中沖擊塊式的氣扳機是利用1個旋轉(zhuǎn)沖擊機構(gòu)將風動發(fā)動機輸出軸的扭距放大數(shù)十倍，旋轉(zhuǎn)沖擊機構(gòu)是氣扳機中的關(guān)鍵部件，沖擊塊又是旋轉(zhuǎn)沖擊機構(gòu)中的核心零件，沖擊塊的性能好壞直接影響氣扳機的輸出扭距和壽命；氣動工具行業(yè)在設計氣扳機的沖擊塊時，通常參考國外樣機的沖擊塊進行設計，沖擊塊由于形狀復雜，同時由于制造誤差，參考的樣機已經(jīng)使用過等多種原因，初始設計的沖擊塊與原設計相差較大，常常會導致氣扳機的輸出扭距不足，沖擊塊的局部位置應力大，易失效； 另一方面氣扳機的動力是高壓空氣，高壓空氣驅(qū)動風動發(fā)動機，，風動發(fā)動機帶動沖擊機構(gòu)產(chǎn)生沖擊輸出扭距；但由于空氣具有可壓縮性,空氣壓力很難保持恒定；沖擊機構(gòu)發(fā)生沖擊后，風動發(fā)動機的速度會降低很多，風動發(fā)動機施加給沖擊機構(gòu)的負載是不穩(wěn)定的； 如果用傳統(tǒng)的設計方法，做樣機驗證，改進設計，再做樣機驗證，再改進、再驗證；花費的時間長，同時需要耗費大量的人力成本和實驗成本。本課題結(jié)合動態(tài)扭距測試儀的使用，在CAE軟件中給沖擊機構(gòu)施加恒定的模擬轉(zhuǎn)速負載，使CAE中模擬負載產(chǎn)生的力學效果與實際負載力學效果相當；在初始設計的沖擊塊基礎上,運用有限元分析的方法，通過對沖擊塊內(nèi)腔形狀的優(yōu)化設計，有效降低了應力；通過對沖擊塊外形輪廓優(yōu)化設計，適當增加了重量，增大了氣扳機輸出扭距；使得最終設計的沖擊塊達到的設計要求，大大縮短了開發(fā)時間，降低了研發(fā)成本。
【關(guān)鍵詞】：沖擊機構(gòu) 沖擊塊 輸出扭距 有限元 動態(tài)扭距 模擬轉(zhuǎn)速
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH122
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 課題的研究意義9-10
• 1.2 氣扳機概述10-14
• 1.2.1 氣扳機的原理簡介11-13
• 1.2.2 氣扳機的沖擊機構(gòu)簡介13-14
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容14-16
• 1.3.1 問題的描述14-15
• 1.3.2 初步優(yōu)化改進方向15-16
• 1.4 本章小結(jié)16-17
• 第二章 有限元法理論基礎及軟件簡介17-32
• 2.1 彈性力學基礎知識17-23
• 2.1.1 載荷、應力、應變、位移17-18
• 2.1.2 彈性力學的基本方程18-21
• 2.1.3 虛位移原理21-23
• 2.2 有限元法23-29
• 2.2.1 結(jié)構(gòu)離散和單元分析24-27
• 2.2.2 總剛度矩陣集成27-28
• 2.2.3 載荷移置28-29
• 2.2.4 約束處理和求解線性方程組29
• 2.3 有限元分析軟件簡介29-30
• 2.4 有限元分析步驟30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 沖擊機構(gòu)運動分析和動態(tài)扭距測試32-40
• 3.1 沖擊機構(gòu)的運動分析32-34
• 3.2 氣扳機沖擊塊的受力分析34-36
• 3.3 動態(tài)扭距測試36-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第四章 有限元模型的建立和前處理40-48
• 4.1 建立沖擊機構(gòu)的三維模型40-42
• 4.2 將沖擊機構(gòu)的三維模型導入到 HYPERMESH 中42
• 4.3 在 HYPERMESH 中定義材料屬性42-43
• 4.4 對模型劃分網(wǎng)格43-45
• 4.5 定義沖擊機構(gòu)模型的邊界條件45
• 4.6 模型調(diào)試和負載的施加45-47
• 4.7 輸出與 DYNA 軟件接口的 K 文件47
• 4.8 本章小結(jié)47-48
• 第五章 有限元求解和優(yōu)化設計48-59
• 5.1 求解方法和求解器的選擇48-49
• 5.2 將 HYPERMESH 中的 K 文件導入到 LS-DYNA 中求解49
• 5.3 有限元模型的后處理49-51
• 5.4 沖擊塊的內(nèi)腔形狀優(yōu)化對結(jié)果的影響51-54
• 5.5 沖擊塊的外形輪廓優(yōu)化對結(jié)果的影響54-56
• 5.6 不同材料對結(jié)果的影響56-58
• 5.7 本章小結(jié)58-59
• 第六章 實驗和結(jié)果對比59-65
• 6.1 實驗的目的59
• 6.2 實驗設備59-60
• 6.3 實驗方法60-61
• 6.4 結(jié)果對比61-64
• 6.5 本章小結(jié)64-65
• 第七章 總結(jié)與展望65-67
• 參考文獻67-69
• 攻讀學位期間公開發(fā)表的論文和成績69-70
• 致謝70-71

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 姜建平;;擺塊式?jīng)_擊機構(gòu)的運動分析[J];鑿巖機械與風動工具;1987年04期

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本文編號：339976