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巨型轮胎钢丝帘布裁断机结构性能仿真
| 论文题名： | 巨型轮胎钢丝帘布裁断机结构性能仿真 |
| 关键词： | 钢丝帘布裁断机;结构性能;模拟仿真;巨型轮胎 |
| 摘要： | 近年来国内外工程机械行业飞速发展,增大了对巨型轮胎的需求,从而拉动了巨型轮胎制造行业的发展。作为巨型轮胎成型的关键设备,钢丝帘布裁断机多年来一直依靠国外进口,为改变这一不利局面,国内相关企业尝试这种重要设备的自主开发。 本文结合具体的数字化设计方法,尝试建立起一整套钢丝帘布裁断机设计、仿真与优化的流程。 首先分析现有的裁断机结构及其性能特性,给出裁断机性能仿真需求,并利用三维造型软件将工程图转化为实体模型,实现图纸三维化,为以后的分析建立必备条件。 然后总结出裁断力计算方法,对裁断机动力系统建立多刚体动力学模型并进行动力学仿真,模拟裁断机动力机构的运动情况,得到进一步分析的边界条件。利用显式有限元方法在裁断机虚拟样机的基础上进行各个重要部件的仿真,对连杆及上刀架进行瞬态性能分析,进行部分优化并验证优化方案的可行性。 接着,在裁断机动力学模型基础上分析其固有频率和振型特性,得到裁断机电机座振动特性。根据国家相关标准和相关的振动理论,进一步分析裁断动力系统的共振敏感度。进行基于模态特性的优化设计,提高共振稳定性,达到减轻裁断机动力系统振动和噪音的目的。 最后,总结出裁断机制造所用工程材料的S-N曲线简化方法,并据此针对裁断机的易疲劳失效位置分析其疲劳寿命及相关特性,进行基于疲劳寿命分析的连杆多目标优化。在此分析的基础上,进行裁断机连杆六西格玛分析和鲁棒性设计,以裁断机重要部件连杆为例,提出改进裁断机抗外界噪声能力的稳健性设计方法。 本文的研究内容,涵盖了虚拟样机技术、显式有限元计算、振动理论、结构优化、疲劳理论和仿真、稳健性设计等内容。并且对许多关键性问题进行了深入的探讨,例如ADAMS建模技术、模态及共振分析、S-N曲线简化方法等。本文对巨型钢丝帘布裁断机的仿真技术进行了比较系统完整的研究,因此对巨型钢丝帘布裁断机这类剪切类机械的结构性能仿真与优化具有一定的借鉴作用。 |
| 作者： | 牛文凯 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 王书亭 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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