论文部分内容阅读
轮胎钢丝帘布剪切机是子午线轮胎成型的主要设备之一,长期以来该产品主要依赖国外进口。目前,虽然我国也自主开发了剪切设备,但产品开发周期长,并且性能与质量跟国外相比有很大距离。随着市场竞争的日益激烈,产品开发的速度显得越来越重要,而我国的橡胶机械行业由于新产品开发周期长、成本高,造成设备老化、产品缺乏竞争力。CAE技术的成熟与发展为产品的虚拟设计提供了强有利的手段和工具,虚拟设计将成为未来产品设计的主流方向。基于这样的背景下,本文提出了使用CAE软件来实现钢丝帘布剪切设备的数字化虚拟开发。 首先文中介绍了国内外钢丝帘布剪切设备发展现状,虚拟样机概念的形成、国内外在这方面的研究状况和发展趋势,指出了应用 CAE软件进行虚拟开发的必要性。 其次,根据轮胎剪切工艺功能需求,提出了剪切设备设计方案、工作原理、结构组成。应用解析法介绍了曲柄滑块结构的运动学、动力学的数学模型,为全文提供了理论基础。 接着,使用 SolidWorks软件建立了剪切机的三维实体模型,然后将其导入ADAMS软件建立剪切机的系统仿真模型。通过ADAMS仿真进行运动学、动力学分析,求出上刀架任意时刻的运动规律(位移、速度、加速度大小)和各个构件间的相互作用力、原动件驱动力矩。通过优化分析,求出机构主要参数的最优解。 最后,使用有限元软件ANSYS对上刀架进行模态分析,求出上刀架的固有频率和振型。对上刀架施加随时间变化的载荷进行瞬态冲击动力学的分析,求出上刀架变形和应力大小,同时对上刀架的结构进行改进,有效减少22.3%上刀架的重量。文中对曲柄和连杆进行静力分析,找出构件的危险部位,对结构改进有很大意义。 钢丝帘布剪切机的研制还处于起步阶段,本文使用 CAE技术对剪切设备进行数字化研究具有一定的理论指导和实践意义。结果表明,通过建立多体动力学系统模型和利用有限元技术的方法对剪切机进行虚拟仿真,缩短产品开发周期,提高了剪切机整机性能。