八连杆压力机的动力学分析及优化设计

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机械式压力机作为锻压设备的一种,被广泛应用于各个行业领域,特别是汽车制造业,是重要的工业设备之一。随着当今机械制造业的不断发展,企业对其相关产品的质量,精度及生产效率都有了更高的要求。因此,提升压力机的性能也成了相关行业的一个重要课题。  多连杆压力机因其优秀的工作性能,逐渐取代了早期应用广泛的曲柄滑块式压力机以及其他四连杆压力机,但与此同时多连杆机构的传动机构较之曲柄滑块式压力机更加复杂,使得其设计及制造成为了较为困难的课题。因此,对其传动机构进行动力学分析以及相关优化改进,有着较强的实际应用意义。  L4-630E3型闭式压力机是某公司生产的八连杆传动机构压力机,本文以该型压力机作为研究对象,将机构进行简化并建立模型,运用复数矢量法对其进行数学建模,经过计算得到了滑块的位移、速度及加速度的运动方程表达式,然后利用MTALB软件根据运动学方程得到滑块的运动特性曲线;在运动学分析的基础上,利用牛顿求解法对八连杆传动机构进行动力学分析,得到各杆的受力情况;利用 SolidWorks和 ANSYS Workbench软件联合对机构进行了运动学和动力学仿真分析,得到了滑块的运动特性曲线以及在系统受到最大作用力的时刻各个构件所受到的载荷;最后,首先利用 ADAMS软件对运动特性曲线进行了优化,并得到了优化后的杆长;然后基于使用 ANSYS Workbench进行的刚体动力学分析的结果,对每个构件分别进行应力强度分析,并以构件所受应力小于许用应力为优化目标,对各构件的尺寸进行优化。本文在参考前人相关研究成果的基础上,依靠ANSYS Workbench软件的新功能提出了对压力机八连杆机传动机构更加全面的优化设计方法,具有较强的实际意义。
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