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砂锯多体系统虚拟样机建模及动态性能研究

杨哲  
【摘要】: 砂锯是花岗石大板最主要的加工设备。目前我国处于大规模建设时期,石材产品市场空间较大,现代石材业的快速发展,对砂锯的性能提出了更高的要求,进一步加大对砂锯的研发力度,使其具有良好的动态特性已经成为整个研发过程中的一个重点和难点。 根据虚拟样机技术研发工作的技术路线及特点,以优化砂锯动态特性为目标,系统分析了花岗石砂锯虚拟样机的建模、仿真等内容。 运用模块化设计技术对设备方案进行了规划,利用ADAMS建立了砂锯的虚拟样机模型;建立了砂锯的主传动系统数学模型,并对主传动系统进行了运动学和动力学理论分析;通过对锯机进行仿真分析,主传动系统各构件运动时不会发生干涉,各构件实现了预定轨迹变化的要求。 利用ADAMS的参数化分析功能对主传动系统进行了分析,经过设计研究和试验设计分析,连杆长度和曲柄转速是影响连杆受力的关键参数;经过优化设计分析,连杆受力从1.85033×105N减小到1.41486×105N,受力状况得到明显改善。 以主传动系统中主要受力部件——连杆作为研究对象,对其四种调节方式进行了分析;基于虚拟样机技术、柔性体理论及模态分析技术,联合运用SolidWorks、有限元软件ANSYS与动力学仿真软件ADAMS,对花岗石砂锯连杆机构刚柔体模型进行动力学分析,得到连杆在工作循环中的动态应力,并对连杆受力最大区域进行疲劳分析,连杆可以承受交变载荷循环107次而不发生疲劳破坏。 经过优化后的砂锯在加工效率上有了较大的提高,整体结构更加合理,具有较高的性价比,满足了消费者的需求,可以很好的提高设备的市场竞争力,使砂锯在锯切大规格板材制品应用中的优势充分体现,具有较高的经济效益和广阔的市场前景。


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