压力机曲轴动力学仿真研究.pdf

《压力机曲轴动力学仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、压力机曲轴动力学仿真研究秦为前王栓虎解德乾南京理工大学机械工程学院南京210094摘要：运用Ansys建立某型压力机曲轴的有限元模型，结合ADAMS建立了包括曲轴柔性体以及随曲轴转动的零件刚性体在内的压力机曲轴系统的多体系统动力学模型，得到了关键构件的运动及载荷变化曲线，为深入研究曲轴系统动态响应奠定了基础。研究分析结果为压力机的优化设计提供了理论依据。关键词：压力机；曲轴系统；Ansys；ADAMS；多体系统动力学中图分类号：TG315．5文献标识码：A文章编号：1001—0785(2011)12

2、—0039—03Abstract：Inthispaper，Ansysisusedtoestablishafiniteelementmodelofthepresscrankshaft．andtheneom．binedwithADAMStoestablishamulti．bodysystemdynamicsmodelofthepresscrankshaftsystemthatincludescrankshaftflexiblebodyandrigidpartsrotatingwiththecranksh

3、aft．Byutilizationofthismodel，thepaperpresentsthemovementandloadchangecu~esofpresskeycomponents，layingafoundationforin-depthstudyofcrankshaftdynamicresponse．Re—suhsofthestudyprovideatheoreticalbasisforpressoptima／design．Keywords：press；crankshaftsystem；A

4、nsys；ADAMS；multibodysystemdynamics压力机是机械电子、冶金化工、汽车制造、以保证运动学模型正确，而几何形体的细节部分航空航天等重要工业领域不可缺少的制造装备。与实际构件是否完全一致并不重要j，所以，对随着现代科学技术的飞速发展，机械产品正向高复杂几何体所有细小特征，包括倒角、导圆、小速化、精密化、多样化方向快速发展，对高效率、孔等，可以简化和忽略。在SolidWorks中，将曲轴高精度的大型压力机的需求不断增加。在对某型系统文件保存为Paragolid图形文件格式，通

5、过AD—号压力机曲轴进行动态响应分析时，由于连杆交AMS数据输入接口将其输入到ADAMS中，并完成变载荷的作用，其受力极其复杂，采用传统单纯质心、质量和转动惯量等参数的计算工作，曲轴的有限元分析，很难满足曲轴在运动过程中的边系统多刚体模型如图1所示。界条件的施加，也就不能真实地反映曲轴在实际运行过程中的力学特性¨。本文利用Ansys有限元分析计算软件对某型号压力机曲轴进行模态分析，得到其柔性体文件，通过建立包括柔性曲轴在内的曲轴系统的多体动力学模型，在系统动力学仿真软件ADAMS中进行仿真分析，得到

6、各构件的运动规律和构件间的作用力，为曲轴的进一步设计、分析优化提供了理论依据。1．主动齿轮2．曲轴3．连杆4．滑块1曲轴系统多刚体模型的建立图1曲轴系统多刚体模型打杆要三：．2曲轴系统的多体系统模型的建立、滑块、齿轮的三维实体模型，按照装配关系一一⋯一～～一一一进行装配。在建立构件的几何模型时，要保证几2．1曲轴有限元模型的建立何形体的质量特性和惯性特性与实际构件相同，压力机曲轴是形状不规则的长轴类零件，具江苏省产学研前瞻l生研究资助项目(BY2010107)，江苏省“六大人才高峰”资助项目《起重运

7、输机械》201l(12)一39—有轴向线不连续、长径比大等特点。从总体上看，如表1所示。在主动齿轮与机架之间的旋转副上曲轴既不是对称体，也不是反对称体，因此，对创建旋转驱动，完成压力机曲轴系统的虚拟样机曲轴进行有限元分析时取其整体为研究对象。曲模型的建立，图4为所建立的压力机曲轴系统的轴建模时，因其结构形状复杂，在不影响其动力运动仿真模型。学性能的前提下需做简化，如忽略圆角和细油孔表1曲轴系统各部件间的约束关系等细小结构，以提高求解精度和缩短求解时间_3J。约束组件约束类型个数备注进行柔性体仿真分析

8、的关键是生成模态中性文件，该文件的生成方法主要包括2类：1)运用AD-机身、地面Fixedl固定AMS软件直接生成模态中性文件；2)运用Ansys滑块、床身Translational1上下移动软件生成模态中性文件。本文采用Ansys生成主、从动齿轮Gear1转动MNF文件，仿真流程如图2所示。齿轮、曲轴Cylindrical2转动在SolidWorks中建立曲轴I的三维实体模型曲轴、连杆Revolute2转动Il导入到Ansys中连杆、滑块Sphefic~2转动II定