重载夹持机构整体有限元建模及动力学分析

《重载夹持机构整体有限元建模及动力学分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号UDC密级硕士学位论文重载夹持机构整体有限元建模及动力学分析FiniteElementModelingofHeavyDutyClampingDeviceandDynamicsAnalysis作者姓名：学科专业：学院(系、所)：指导教师：副指导教师：张栋梁机械工程机械工程学院何竞飞论文答辩日期丝生!L答辩委员会主中南大学2012年11月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证

2、书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：邋。日期：型三年上月』日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：墨垒拯导师签名中南大学硕士学位论文摘要锻造工业的发展对制造业的发展有着至关重要的作用，

3、随着制造业的发展，对大型锻件需求量逐渐增加。由于锻件越来越大，对锻造操作机的载重量和载重力矩要求也越来越大，其动力学性能也越来越复杂，对机构的影响也越来越大，因此对巨型重载操作夹持机构进行动力学研究具有重要理论意义和工程价值。但是关于重载锻造操作机夹持机构承载能力的研究很少，而且一般仅仅计算钳口在静态时处于垂直位置和水平位置夹紧锻件所需夹持力，然后通过钳臂力矩公式计算出驱动力，这种研究方法忽略销轴摩擦力矩、角位移、角速度和角加速度等各种情况对夹持力的影响，与实际工程应用中的数据相比，误差较大，而且对于夹持过程的控制更少提及。本文的主要利用现代比较先进的软件U

4、G研究夹持机构角位移、角速度、销轴摩擦系数和锻件半径对夹持机构运动情况和驱动力的影响，动态分析力、力矩传递规律，并在考虑各种摩擦和惯性的情况下，更加接近实际工况条件下建立夹持机构的动态夹持力模型，同时考虑在变工况的情况下，钳口夹紧锻件所需的动态夹持力，对夹持机构的承载能力进行量化分析。内容和结论如下：首先，利用三维软件UG建模锻造操作机夹持机构的各个零件，并根据要求装配成机械虚拟模型，为后续的动力学分析做充分的准备。其次，采用封闭矢量法建立了锻造操作机典型压杆式夹持机构的受力模型数学方程，并在此基础上分析运算夹持机构各个构件的受力参数，给实际夹持机构设计提供

5、参考。然后，基于UG高级仿真模块，研究夹持机构在实际工作条件下，构件各个零件的位移，应力，应变，应变能等材料力学参数，观察机构在设计条件下的材料和尺寸能否满足夹持大型工件的要求，为优化构件尺寸，提高机构工作安全性和降低制造成本提供依据。最后，通过建立试验机构模型，测试实际条件下模型的各种动力学参数和材料力学参数，对比基于软件的计算结果，验证基于UG的运动仿真模块和高级分析仿真模块计算的结果。试验测试数据与仿真结果基本一致，由此验证了仿真建模和求解的正确性和可行性。关键词动力学，uG，有限元，摩擦，夹持机构ABSTRACT砀edevelopmentofforg

6、ingindustryinthedevelopmentofmanufacturingindustryplaysaveryimportantrole，withthedevelopmentofmanufacturingindustryoflargeforgings，demandincreasesgradually．Duetotheweightincreasingofforgings，therequirementsoftheforgingoperationmachineloadcapacityandloadtorquearealsoincreasing，itsdy

7、namicperformanceisbecomingmoreandmorecomplex，theimpactonthemechanismiSalsomoreandmoreimportant，andthereforethedynamicsstudyabouttheheavy-loadmanipulatorclampingmechanismhasimportanttheoreticalmeaningandengineeringvalue．Buttheresearchonthebearingcapacitystudyofheavyforgingoperationm

8、achineislittle，andgenerall