飞剪是钢铁企业用来对金属坯料进行剪切加工,以便对其进行后续处理的设备。飞剪机的应用使轧钢生产迅速向高速化、连续化方向发展,其性能的优劣将直接影响轧制生产线的生产效率。对飞剪机基本结构、运动学、仿真优化以及有限元进行深入的研究,以提高飞剪机的剪切性能,对飞剪机的整机设计具有特别重要的意义。本文就是在此背景下,提出了基于仿真技术的四连杆飞剪机结构最优化设计的研究,主要研究内容包括以下几个方面:首先对四连杆飞剪机剪切机构的基本结构、工作原理进行深入的分析,并对四连杆飞剪机的主要参数提出了设计要求,然后根据传统的设计方法进行分析计算;对其剪切机构进行了运动学分析,结合ADAMS仿真软件,对初始设计结构运动及剪切性能进行分析,分析出初始设计的剪切机构在剪切性能上的不足;在原有运动机构的基础上,运用优化设计方法对四连杆飞剪机剪切机构进行结构优化设计,建立剪切机构的优化设计数学模型,并采用Matlab优化工具箱,获得飞剪机剪切机构的最优化结果;采用UG软件与ADAMS软件无缝连接技术,对优化后的剪切机构进行运动仿真分析及验证,绘制了经过优化后的剪刃倾角和剪刃水平速度均匀化曲线,为该类型飞剪的设计提供了参考依据;最后,为了保证优化设计后的飞剪机零件满足强度和刚度等要求,利用UG/Nastran分析软件分别对剪切机构的关键零部件进行有限元受力分析,获得各零部件在一定载荷作用下应力和应变情况,验证最优化设计是否满足使用要求,保证设计的可靠性。本文采用虚拟样机技术及有限元法对飞剪机剪切机构的研究,完善了铰链四连杆飞剪机的设计,改变了传统的设计方法。采用虚拟样机技术,可以不需制造物理样机就完成该产品的设计,可以缩短设计周期,增加产品设计的可行性,节省材料,降低生产成本。