VR6×4000剪板機(jī)實(shí)驗(yàn)測試與有限元分析【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 中文摘要 隨著我國工業(yè)化的進(jìn)程，剪板機(jī)被大量使用。市場對(duì)于產(chǎn)品的要求也越來越高，對(duì)于剪板機(jī)的剪板質(zhì)量提出了新的要求。 剪板機(jī)在對(duì)厚度為 6度為 4000剪板機(jī)刀架與機(jī)架的剛性對(duì)金屬板材的剪切質(zhì)量有著重要的影響。 利用有限元分析軟件 刀座在實(shí)際剪板載荷作用下進(jìn)行動(dòng)態(tài)位移測試，同時(shí)進(jìn)行機(jī)床喉口處的應(yīng)力動(dòng)態(tài)測試，從而分析 4000 閘式剪板機(jī)的變形大小，了解機(jī)床的加工精度。在此基礎(chǔ)上，建立剪板機(jī)的刀架和機(jī)架的有限元模型，計(jì)算典型 工況下的位移與應(yīng)力，并與測試結(jié)果對(duì)比， 發(fā)現(xiàn)有限元分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果具有較好的一致性， 從而驗(yàn)證了 閘式剪板機(jī)刀架與機(jī)架 有限元模型的正確性。以提高機(jī)床的加工精度為目標(biāo)對(duì)閘式剪板機(jī)進(jìn)行參數(shù)化改進(jìn)設(shè)計(jì)，最終獲得最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式。 關(guān)鍵字 ：閘式剪板機(jī)，剛性，應(yīng)力分布，有限元分析 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is is to mm an on of By be in is in it R 4000 of be On s s be it is to be of s of of in to 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 中文摘要 . I . 一章 緒論 . 1 題研究的目的和意義 . 1 板機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)概述 . 1 板機(jī)的應(yīng)用和分類 . 1 式剪板機(jī)的研究現(xiàn)狀 . 2 板機(jī)技術(shù)未來發(fā)展趨勢 . 3 式剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 . 3 式剪板機(jī)刀口間隙調(diào)節(jié)裝置 . 5 緊裝置的選擇 . 5 第二章 閘式剪板機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試 . 7 試內(nèi)容 . 7 試儀器設(shè)備 . 7 力測試測點(diǎn)分布及測試結(jié)果 . 7 點(diǎn)位置示意圖 . 8 點(diǎn)應(yīng)力測試結(jié)果 . 9 移測試測點(diǎn)分布及測點(diǎn)位移 . 10 直板測點(diǎn)分布及測點(diǎn)位移 . 10 作臺(tái)水平 板測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 . 11 刀架測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 . 11 刀架位移測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 . 12 面板位移測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 . 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 下支座（前）測試位置及測試結(jié)果 . 13 試結(jié)果分析與總結(jié) . 14 第三章 閘式剪板機(jī)有限元分析 . 15 限元基本概念與 件介紹 . 15 限元基本概念 . 15 件介紹 . 16 限元分析 . 18 力云圖分析 . 22 移云圖分析 . 24 論 . 28 第四章 剪板機(jī)結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì) . 29 化方案 . 29 化結(jié)果比較 . 30 論 . 32 第五章 總結(jié)與展望 . 33 結(jié) . 33 望 . 33 致謝 . 35 參考文獻(xiàn) . 36 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第一章 緒論 題研究的目的和意義 為了跟上發(fā)展迅速的機(jī)械工業(yè)，肯定少不了加工工具，而剪板機(jī)就是其中一種。當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的大潮流就是所有的機(jī)械裝置都朝著節(jié)能化、智能化、高精度、低成本 的方向發(fā)展。因此課題設(shè)計(jì)的目的就是在之前設(shè)計(jì)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加上個(gè)人的想法和可行性理論，將剪板機(jī)做得更加完善，提高了機(jī)架與刀架剛性，提高了加工質(zhì)量和機(jī)床的加工精度。 課題設(shè)計(jì)的意義是 完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié) 。學(xué)生通過畢業(yè)論文，綜合性的運(yùn)用了大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析、解決一個(gè)問題，它既是一次檢閱，也是一次鍛煉。通過這次檢驗(yàn)，可以提高學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力、科研能力（包括實(shí)際動(dòng)手能力、查閱文獻(xiàn)能力、撰寫論文能力），同時(shí)還是一次十分難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會(huì)。我利用所學(xué)機(jī)械各方面的知識(shí)， 選擇這個(gè)課題為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)中主要以課本以及各種參考資料作為依據(jù)，從基礎(chǔ)入手，循序漸進(jìn)，逐步掌握設(shè)計(jì)的一般方法，把所學(xué)知識(shí)形成一個(gè)整體，以適應(yīng)以后的工作需要。當(dāng)然，初次設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)不足，一些問題考慮可能有些欠缺，懇請各位老師批評(píng)指正。 板機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)概述 板機(jī)的應(yīng)用和分類 剪板機(jī)用于型材、板材的直線、曲線剪切和沖型、壓型、剪斷和精密切斷等工作。并且廣泛地應(yīng)用于儀器儀表、冶金工業(yè)、農(nóng)機(jī)、無線電、金屬結(jié)構(gòu)、橋梁、起重、建筑機(jī)械、電機(jī)電器、國防工業(yè)、航空和交通運(yùn)輸工業(yè)等部門。 剪板機(jī)按照傳 動(dòng)方式的不同可分為機(jī)械傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)和氣壓傳動(dòng)，其中剪切厚度大于 10大油缸推力便可使剪切力增大。而機(jī)械傳動(dòng)提供的剪切力有限，不適合剪切厚度大于 10鋼板。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 剪板機(jī)的剪切方式按照上下刀片位置的不同可分為平刃剪切，斜刃剪切和圓盤剪切。平刃剪切時(shí)，剪板機(jī)上下刀片是彼此平行的，而斜刃剪切時(shí)剪板機(jī)的上下兩刀片成一個(gè)角度，一般上刀片是傾斜的，其傾斜角一般為 1刃剪切剪切質(zhì)量較好，剪切的板料比較平直，無扭曲變形，但由于板料和上下刃口全長同時(shí)接觸，造成剪切力大，振動(dòng)大，消耗功率也大 。平刃剪切在機(jī)械傳動(dòng)中使用較多，也常用于軋鋼廠熱剪切初軋方坯和板坯，其剪切方式又可分為上切式和下切式；斜刃剪切所需的剪切力較小，能量消耗減少，電機(jī)功率和整機(jī)重量大大減小，實(shí)際應(yīng)用也是最多的。但是質(zhì)量不如平刃剪切，剪切位置時(shí)會(huì)發(fā)生輕微的扭曲變形。圓盤剪切時(shí)剪板機(jī)的上下剪刃都是圓盤狀的，圓盤刀做圓周運(yùn)動(dòng)，形成了一對(duì)無端點(diǎn)的剪刃，圓盤剪通常在板料或帶材的剪切線上使用。 按照運(yùn)動(dòng)方式的不同可分為直線式運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)式運(yùn)動(dòng)，而所研究課題中的閘式剪板機(jī)就是采用的直線式運(yùn)動(dòng)。 式剪板機(jī)的研究現(xiàn)狀 現(xiàn)在針對(duì)剪板機(jī)進(jìn) 行有限元分析的成果較多： （ 1） 顧祥軍基于 析出機(jī)架的剛度和強(qiáng)度值。 從強(qiáng)度方面考慮，機(jī)架最大應(yīng)力值遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力，其強(qiáng)度滿足使用要求；從剛度方面考慮，機(jī)架的整體變形很小，整體來說機(jī)架的剛度也是滿足使用要求的， 其位移變形數(shù)據(jù)以及應(yīng)力分布范圍和變化情況 , 為以后的優(yōu)化分析提供了詳實(shí)的依據(jù)。 （ 2） 王金榮等對(duì) 4000 型閘式剪板機(jī)刀架進(jìn)行了分析，建立了刀架剛性分析的力學(xué)模型，采用有限元方法對(duì)該機(jī)刀架的剛性進(jìn)行了分析，得出了在剪切力與剪切水平推力共同作用下 ，不同剪切位置時(shí)刀架的變形規(guī)律。分析結(jié)果表明，當(dāng)剪切力與水平推力作用在刀架的中間位置時(shí)，刀架水平方向上的退讓最大，達(dá)不到剪板機(jī)刀架剛性的設(shè)計(jì)要求。 （ 3） 李 塹等在 對(duì)閘式剪板機(jī)刀架剛性以及變形規(guī)律研究分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)提出了 5 種刀架結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案，采用有限元方法對(duì)改進(jìn)結(jié)構(gòu)的剛性進(jìn)行了買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 分析比較，確定了最終的刀架改進(jìn)方案。其優(yōu)化基本思路為被加工板材的剪切質(zhì)量主要受剪切處刀片水平方向上的退讓的影響，因而在對(duì)刀架結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化時(shí)主要考慮加大刀架水平方向的慣性矩。剪切力與水平推力作用在刀片上，刀片安裝處的局部剛性對(duì)剪 切處刀片水平方向上的退讓的影響也較大，可在增加刀架整體剛性的基礎(chǔ)上加大刀片安裝處刀架的局部剛性。 板機(jī)技術(shù)未來發(fā)展趨勢 剪板機(jī)隨著著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及剪板機(jī)制造技術(shù)的提高，以及社會(huì)對(duì)剪板機(jī)產(chǎn)品多 剪板機(jī)隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展發(fā)展及剪板機(jī)制造技術(shù)的迅速提高，以及社會(huì)對(duì)剪板機(jī)產(chǎn)品的需求不斷擴(kuò)大，剪板機(jī)的更新?lián)Q代非常迅速，剪板機(jī)產(chǎn)品的多樣化使得剪板機(jī)生產(chǎn)規(guī)模已由過去的大批量生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾?、小批量輪番生產(chǎn)占主導(dǎo)的局面，這種局面極大的促進(jìn)了剪板機(jī)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展有兩個(gè)發(fā)展的方向，一個(gè)是發(fā)展 高技術(shù)高功能的數(shù)控剪板機(jī)產(chǎn)品，另一個(gè)是發(fā)展簡易廉價(jià)的數(shù)控剪板機(jī)機(jī)床及兼有手動(dòng)與功能的手動(dòng)型數(shù)控剪板機(jī)機(jī)床，以滿足多層次的要求。 在現(xiàn)行通用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控剪板機(jī)車床中，其縱、橫向的自動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)均由步進(jìn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)，共需要兩套伺服系統(tǒng)。而在普通剪板機(jī)車床中，其縱、橫向剪板機(jī)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則是由相互自鎖的機(jī)械傳動(dòng)加以實(shí)現(xiàn)，無法實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)功能。唯有仿形剪板機(jī)車床例外，它具有兩坐剪板機(jī)標(biāo)聯(lián)動(dòng)功能，可以車削圓柱面、圓錐面和圓弧面等。其斜向仿形運(yùn)動(dòng)在尺度樣件，硬靠模的控制下通過液壓伺服控制系統(tǒng)，作出與縱向主進(jìn)給運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)的仿 形進(jìn)給，從而實(shí)現(xiàn)了兩坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)功能。 式剪板機(jī)的結(jié)構(gòu)組成 閘式剪板機(jī) 機(jī)架的主要由工作臺(tái)、板墻、支座和支撐梁組成，如圖 1示。刀架的主要組成部分有主立板，三角加強(qiáng)筋，油缸安裝支座，右側(cè)板，水平板和斜板加強(qiáng)筋。如圖 1 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圖 1式剪板機(jī)機(jī)架 圖 1式剪板機(jī)刀架 目前國內(nèi)外閘式剪板機(jī)大多采用如圖 1 圖 1點(diǎn)滾輪支撐刀架結(jié)構(gòu) 三點(diǎn)滾輪剪板機(jī)的刀架是在兩端都由三個(gè)支承滾輪組成的導(dǎo)軌間上下運(yùn)動(dòng)，后側(cè)兩個(gè)支點(diǎn)為固定支點(diǎn)，前側(cè)支點(diǎn)為浮動(dòng)支點(diǎn)，為了保證刀架在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)刀口間隙穩(wěn)定不變，采用預(yù)壓碟簧，使刀架克服重心力矩，保證其后導(dǎo)軌面始終貼在后側(cè)兩個(gè)支點(diǎn)滾輪上，在三點(diǎn)滾輪導(dǎo)軌間作無間隙往復(fù)運(yùn)動(dòng) 4。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 式剪板機(jī)刀口間隙 調(diào)節(jié)裝置 評(píng)定一臺(tái)剪板機(jī)質(zhì)量的好壞，最關(guān)鍵的就是該剪板機(jī)的刀口間隙是否穩(wěn)定，在剪板機(jī)剪板過程中，刀口間隙過大，剪切厚板料時(shí)的板料斷面會(huì)與板面不垂直，剪切薄板料就會(huì)產(chǎn)生毛邊或出現(xiàn)剪不下來的折彎現(xiàn)象，同時(shí)還有可能影響剪板機(jī)的受力和刀片的壽命。因此通常的剪板機(jī)都有刀口間隙調(diào)節(jié)裝置，以適應(yīng)剪切不同厚度的板料 5。 三點(diǎn)滾輪剪板機(jī)通常是利用上滾輪的偏心來調(diào)節(jié)刀口間隙的驅(qū)動(dòng)后側(cè)上滾輪的偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)刀架沿后側(cè)下滾輪為支點(diǎn)作轉(zhuǎn)動(dòng)，前支點(diǎn)的位置就會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化，由于前支點(diǎn)是碟簧支撐的浮動(dòng)支點(diǎn)，可以滿足前支點(diǎn)位置變化的需 要。 在現(xiàn)在的生產(chǎn)企業(yè)中，使用較為廣泛的刀口間隙調(diào)節(jié)裝置如圖 1示 ，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪帶動(dòng)調(diào)節(jié)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，絲桿上的螺母帶動(dòng)擺臂和上滾輪擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)刀口間隙的調(diào)節(jié)手輪上配有調(diào)節(jié)表，能夠準(zhǔn)確的顯示刀口間隙值。這種利用手輪調(diào)節(jié)表調(diào)節(jié)刀口間隙的裝置，可以直觀的顯示刀口間隙值，方便用戶調(diào)節(jié)剪板機(jī)的刀口間隙 6。 圖 1口間隙調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu) 緊裝置的選擇 由于剪板機(jī)在剪切過程中 , 不僅要求被剪鋼板在剪切過程中不移動(dòng) , 而且還要使被剪鋼板不要因?yàn)樾比挟a(chǎn)生的側(cè)向力而發(fā)生側(cè)向位移。但是如果壓緊裝置選擇不當(dāng) , 將 會(huì)影響正常的生產(chǎn)。為此 , 在設(shè)計(jì)剪壓緊裝置有很多種如 : 彈簧式、氣動(dòng)式、買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 液壓式。我所要研究的剪板機(jī)對(duì)壓緊裝置的要求為 : 比剪刃下降得快些 , 而上升得晚些 , 保證剪切過程始終有足夠的壓緊力。一般比剪刃走得快。據(jù)此 , 壓緊形式采用彈簧壓緊 , 這種方式安裝生產(chǎn)都比較方便。其結(jié)構(gòu)為壓板 ( 或壓輥 ) 通過彈簧簡單地固定在機(jī)架的上蓋上 , 這種結(jié)構(gòu)比其他壓緊結(jié)構(gòu)更加簡單緊湊 ,如圖 1 圖 1緊裝置結(jié)構(gòu)圖 壓緊裝置各部分的作用 : (1) 導(dǎo)向桿 : 保證下?lián)?板 5與下刀架 2平行且在剪切壓緊時(shí)保持垂直沒有平行位移 ; (2) 下刀架 : 與液壓缸執(zhí)行裝置連接 , 由液壓缸執(zhí)行裝置帶動(dòng)來帶動(dòng)彈簧升降 ; (3) 彈簧芯銷 : 固定壓縮彈簧 4; (4) 壓縮彈簧 : 頂起并壓緊下?lián)醢?5; (5) 下?lián)醢?: 剪切時(shí)壓緊被剪切物 ; (6) 螺釘 : 將彈簧新銷及導(dǎo)向桿固定到下?lián)醢迳稀?壓緊裝置工作過程 : 壓緊裝置是剪切過程中穩(wěn)固被剪切鋼板的重要裝置 , 它是依靠液壓缸的伸縮 , 聯(lián)動(dòng)下刀架來完成的。剪切時(shí) , 液壓缸將下刀架向上頂起 , 同時(shí)帶動(dòng)彈簧 4 向上移動(dòng) , 將下?lián)醢?5 托起 , 在下?lián)醢屙斪?被剪切物時(shí) , 下?lián)醢宀辉傧蛏弦苿?dòng) , 而其他裝置繼續(xù)上升 , 將被剪鋼板壓緊 , 同時(shí)完成剪切過程 , 在下剪刀片完成剪切任務(wù)之后 , 整個(gè)壓緊裝置隨下剪刀片恢復(fù)到原位 , 這樣 , 一個(gè)剪切過程就完成了 , 同時(shí)壓緊裝置也完成了它的一個(gè)工作過程。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 第二章 閘式剪板機(jī)的實(shí)驗(yàn)測試 為了了解 4000 型剪板機(jī)在典型工況下機(jī)床的應(yīng)力與變形情況，同時(shí)也為了驗(yàn)證我們有限元分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要對(duì)機(jī)床進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試，具體 實(shí)驗(yàn) 測試情況如下： 試內(nèi)容 1）在典型工況下，對(duì)工作臺(tái)水平板、工作臺(tái)主立板各測點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力及位移進(jìn)行測 試； 2）在典型工況下，對(duì)上刀架各測點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力及位移進(jìn)行測試； 3） 在典型工況下，對(duì)前面板進(jìn)行位移測試； 4）在典型工況下，對(duì)下刀架刀片與支座各測點(diǎn)的位移進(jìn)行測試； 試儀器設(shè)備 1） 列電阻應(yīng)變片，單向 15 片，雙向 12 片； 2）電測位移百分表（位移傳感器） 7 個(gè)，量程為 010性表座 7 個(gè)； 3）電橋盒 7 個(gè)； 4） 變放大器； 5） 據(jù)采集系統(tǒng)； 6） 動(dòng)及動(dòng)態(tài)信號(hào)采集分析系統(tǒng)； 7）筆記本電腦 1 臺(tái)。 力測試測點(diǎn)分布及測試結(jié)果 為 了方便處理數(shù)據(jù)，定義機(jī)床的坐標(biāo)系如圖所示，適用于整個(gè)報(bào)告。所有測點(diǎn)位移的正負(fù)號(hào)與該坐標(biāo)系一致，應(yīng)力的正、負(fù)分別表示拉或壓應(yīng)力。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 圖 2據(jù)坐標(biāo)系示意圖 點(diǎn)位置示意圖 為了減少測試的工作量，我們選取了理論上應(yīng)力比較大的地方和機(jī)構(gòu)位置特殊的地方進(jìn)行貼片測試，具體測點(diǎn)位置分布如下圖： 圖 2身（前）測點(diǎn)分布圖 圖 2身（后）測點(diǎn)分布圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 圖 2塊（上）測點(diǎn)分布圖 圖 2塊（后）測點(diǎn)分布圖 點(diǎn)應(yīng)力測試結(jié)果 通過實(shí) 驗(yàn)測試可以得知，機(jī)床機(jī)身整體均為超過許用應(yīng)力（機(jī)床材料 服強(qiáng)度 235安全系數(shù) 許用應(yīng)力約為 181故本文只選取部分測點(diǎn)應(yīng)力結(jié)果，具體結(jié)果如下： 表 2口應(yīng)力（單向） 測點(diǎn) 2 4 6 應(yīng)力 （ 2作臺(tái)水平板應(yīng)力（單向 ） 測點(diǎn) 2 力（ 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 表 2作臺(tái)垂直板應(yīng)力（雙向） 測點(diǎn) 力（ 移測試測點(diǎn)分布及測點(diǎn)位移 該測試中我們選取了垂直板、工作臺(tái)水平板、工作臺(tái)垂直板，上刀架、下刀架、前面板和下支座等部分進(jìn)行測試，共選取了 44 個(gè)測點(diǎn)，測點(diǎn)位置及測試的結(jié)果如下： 直板測點(diǎn)分布及測點(diǎn)位移 垂直板共選取了 7 個(gè)測點(diǎn)，其相鄰間距取 400圖 2體分布情況及在典型工況下的測試結(jié)果如下： 圖 2直板測點(diǎn)分布圖 表 2直板各測點(diǎn)位移 測點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 Y 向位移 ( 向位移 (文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 作臺(tái)水平板測點(diǎn)位置及測點(diǎn) 位移 工作臺(tái)水平板共選取了 7 個(gè)測點(diǎn)，其相鄰間隔取 400體分布情況及在典型工況下的測試結(jié)果如下： 圖 2平板測點(diǎn)分布圖 表 2作臺(tái)水平板各測點(diǎn)位移 刀架測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 上刀架共選取了 19 個(gè)測點(diǎn)，其分布情況與圖 體分布情況及在典型工況下的測試結(jié)果如下： 圖 2刀架測點(diǎn)分布圖 測點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 Y 向位移( 向上表面位移（ 向下表面位移（ 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 表 2刀架各測點(diǎn)位移 刀架位移測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 下刀架共選取了 7 個(gè)測點(diǎn)，其相鄰間隔取 200體分布情況及在典型工況下的測試結(jié)果如下： 圖 2刀架測點(diǎn)分布圖 表 2刀架位移 測點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 位移(面板位移測點(diǎn)位置及測點(diǎn)位移 前面板共選取了 7 個(gè)測點(diǎn)，其相鄰間隔取 400體分布情況及在典型工況下的測試結(jié)果如下： 測 點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 位移（ 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 圖 2面板個(gè)測點(diǎn) 分布圖 表 2面板各測點(diǎn)位移 Y 方向位移 Z 方向變形 測點(diǎn) 壓料位移 (剪板位移 (測點(diǎn) 壓料位移 (剪板位移 (1 下支座（前）測試位置及測試結(jié)果 下支座共選取了 7 個(gè)測點(diǎn)，其相鄰間隔取 400體分布情況及在典型工況下的 測試結(jié)果如下： 圖 2刀座測點(diǎn)分布圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 表 2支座各測點(diǎn) Y 方向位移 表 2支座各測點(diǎn) Z 方向位移 試結(jié)果分析與總結(jié) （ 1）機(jī)床整體應(yīng)力在許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，其中喉口應(yīng)力最大值為 于需用應(yīng)力 181 （ 2）工作臺(tái)垂直板 Y、 Z 方向最大位移分別為 生在4 號(hào)測點(diǎn)；工作臺(tái)水平板 Y 方向最大位移分別為 生在 5 號(hào)測點(diǎn)，上表面 Z 方向的最大位移為 生在 4 號(hào)測點(diǎn)，下表面 Z 生在 5 號(hào)測 點(diǎn)；上刀架 Y 向最大位移為 生在 10 號(hào)測點(diǎn)；下刀架 Y 向最大位移為 生在 7 號(hào)測點(diǎn)；下支座由表 Y 向最大位移為 生在 4 號(hào)測點(diǎn)。 （ 3）由測試結(jié)果可知，在剪切板料時(shí)，各部分最大位移均發(fā)生在中間部位。 測點(diǎn) 位移 （ 1 點(diǎn) 位移 （ 1 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 第三章 閘式剪板機(jī)有限元分析 機(jī)架作為剪板機(jī)的主要受力部件，其結(jié)構(gòu)必須有足夠的靜強(qiáng)度和剛度來達(dá)到其疲勞壽命、裝配和使用的要求，同時(shí)還應(yīng)有合理的動(dòng)態(tài)特性來達(dá)到控制振動(dòng)與噪聲的目的。在機(jī)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，如果只考慮結(jié)構(gòu)的靜強(qiáng)度和剛度，很可能會(huì)在設(shè)計(jì)過程中造 成機(jī)架局部結(jié)構(gòu)的不合理，而導(dǎo)致整個(gè)剪板機(jī)在剪切中發(fā)生共振，產(chǎn)生噪聲 7;剪板機(jī)刀架的剛性對(duì)金屬板材的剪切質(zhì)量也有著重要的影響，刀架剛性過小，將導(dǎo)致加工板材的直線度降低、毛刺變大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起刀片的崩刃與機(jī)床剪切能力的下降，因此，刀架結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，對(duì)提高刀架強(qiáng)度和剛度，提升剪板機(jī)剪切質(zhì)量和加工能力，減輕刀架的重量，提高機(jī)床的經(jīng)濟(jì)性，都具有直接的影響。由于剪板機(jī)刀架和機(jī)架的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用經(jīng)典的材料力學(xué)方法很難對(duì)其進(jìn)行求解，有限元技術(shù)的發(fā)展為刀架和機(jī)架剛性分析提供了一個(gè)有效的途徑。 限元基本概念與 件介紹 限元基本概念 把一個(gè)原來是連續(xù)的物體劃分為有限個(gè)單元，把這些單元通過有限個(gè)節(jié)點(diǎn)相互連接，承受與實(shí)際載荷等效的節(jié)點(diǎn)載荷，并根據(jù)力的平衡條件進(jìn)行分析，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件把這些單元重新組合成能夠整體進(jìn)行綜合求解。有限元法的基本思想就是離散化。 有限元求解問題的基本步驟通常為： 第一步 、 問題及求解域定義：根據(jù)實(shí)際問題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。 第二步 、 求解域離散化：將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個(gè)單元組成的離散域，習(xí)慣上稱為有限元 網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越?。ňW(wǎng)格越細(xì)）則離散域的近似程度越好，計(jì)算結(jié)果也越精確，但計(jì)算量及誤差都將增大，因此求買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 解域的 離散化 是有限元法的核心技術(shù)之一。 第三步 、 確定狀態(tài)變量及控制方法：一個(gè)具體的物理問題通?？梢杂靡唤M包含問題狀態(tài)變量邊界條件的微分方程式表示，為適合有限元求解，通常將微分方程化為等價(jià)的泛函形式。 第四步 、 單元推導(dǎo)：對(duì)單元構(gòu)造一個(gè)適合的近似解，即推導(dǎo)有限單元的列式，其中包括選擇合理的單元坐標(biāo)系，建立單元試函數(shù)，以某種方法給出單元各狀態(tài)變量的離散關(guān)系，從而形成 單元矩陣 （結(jié)構(gòu)力學(xué)中稱剛度陣或柔度陣）。 為保證問題求解的收斂性，單元推導(dǎo)有許多原則要遵循。 對(duì)工程應(yīng)用而言，重要的是應(yīng)注意每一種單元的解題性能與約束。例如，單元形狀應(yīng)以規(guī)則為好，畸形時(shí)不僅精度低，而且有缺秩的危險(xiǎn)，將導(dǎo)致無法求解。 第五步 、 總裝求解：將單元總裝形成離散域的總 矩陣方程 （聯(lián)合方程組），反映對(duì)近似求解域的離散域的要求，即單元函數(shù)的連續(xù)性要滿足一定的連續(xù)條件。總裝是在相鄰單元結(jié)點(diǎn)進(jìn)行， 狀態(tài)變量 及其 導(dǎo)數(shù) 連續(xù)性建立在結(jié)點(diǎn)處。 第六步 、 聯(lián)立方程組求解和結(jié)果解釋：有限元法最終導(dǎo)致聯(lián)立方程組。聯(lián)立方程組的求解可用直接法、 迭代法 和隨機(jī)法。求解結(jié)果是單元結(jié)點(diǎn)處 狀態(tài)變量 的近似值。對(duì)于計(jì)算結(jié)果的質(zhì)量，將通過與設(shè)計(jì)準(zhǔn)則提供的允許值比較來 評(píng)價(jià)并確定是否需要重復(fù)計(jì)算。 簡言之，有限元分析可分成三個(gè)階段，前置處理、計(jì)算求解和后置處理。前置處理是建立有限元模型，完成單元 網(wǎng)格 劃分；后置處理則是采集處理分析結(jié)果，使用戶能簡便提取信息，了解計(jì)算結(jié)果。 件介紹 求解實(shí)際問題的新一代的平臺(tái)產(chǎn)品 ， 合了 用項(xiàng)目管理工具進(jìn)行工 程項(xiàng)目流程管理，以圖表流程的方式構(gòu)造分析系統(tǒng)，并激活相關(guān)的應(yīng)用程序，每個(gè)應(yīng)用程序的界面是獨(dú)立的，但應(yīng)用數(shù)據(jù)與 僅把 得數(shù)據(jù)無縫實(shí)現(xiàn)傳遞以及共享，還為仿真模擬和設(shè)計(jì)提供了全新的平臺(tái)，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 提高了仿真效率，保證了仿真模擬的通用性和精確性。 展背景和設(shè)計(jì)思想 由于近十幾年來，各種 如有 目前各種 是可用軟件 繁多卻通用性差，二是對(duì)專業(yè)知識(shí)要求高，界面和操作過程不友好。而且數(shù)字仿真技術(shù)對(duì)于節(jié)省工程設(shè)計(jì)的成本、合理安排工期、減小工作強(qiáng)度等都有著巨大的作用。因此 司開發(fā)了“現(xiàn)代 理各種計(jì)算；外殼是各種前后處理軟件，是一個(gè)開放的系統(tǒng)，用戶可以用這些軟件的 數(shù)定制自己的前后處理軟件?？偟膩碚f， 特點(diǎn) 直接采用了許多有限 元軟件的高級(jí)功能，基本做到了基于知識(shí)的自動(dòng)化，為了保證精度： 1） 自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，自動(dòng)細(xì)分精度要求高的區(qū)域； 2） 智能化網(wǎng)格劃分，生成形狀特性較好的單元，保證網(wǎng)格的高質(zhì)量； 3） 自動(dòng)收斂技術(shù)，是自動(dòng)迭代過程，通過自適應(yīng)網(wǎng)格劃分以使指定的結(jié)果達(dá)到要求的精度； 4） 自動(dòng)求解器選擇： 5） 智能化的載荷和邊界條件自動(dòng)處理； 6） 強(qiáng)大的模型 /圖形處理功能：與 正的雙向相關(guān)性，參數(shù)互動(dòng)圖形的動(dòng)態(tài)控制非常簡便。 析流程操作 設(shè)計(jì)分析流程 模塊組成 件主要由四個(gè)模塊組成： 1) 來建立 分析做準(zhǔn)備； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 2) 現(xiàn)網(wǎng)格劃分、求解以及后處理； 3) 于研究變量的輸入（幾何、載荷等）對(duì)響應(yīng)（應(yīng)力、頻率等）的影響，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化； 4) 來把其他有限元網(wǎng)絡(luò)模型轉(zhuǎn)化為 別 的數(shù)據(jù)庫文件。 限元分析 1、 導(dǎo)入模型：將在 型的文件，打開 入 體導(dǎo)入步驟為 圖 32、模型簡化： 剪板機(jī)刀架與機(jī)架均為焊接件，在保證盡量與真實(shí)結(jié)果相近的情況下，對(duì)模型做如下簡化： (1) 對(duì)于刀架與刀片的螺栓連接，導(dǎo)軌板與側(cè) 板之間的螺栓連接予于簡化， 對(duì)不重要的零件幾何要素進(jìn)行簡化，如非受力面的安裝螺孔等，在計(jì)算中作用小的幾何元素均可以簡化掉 ,一是可以提高模型的網(wǎng)格質(zhì)量 ,二是加快計(jì)算的速度。 (2) 保留機(jī)架與刀架的圓孔，盡量使其更接近真實(shí)情況的剛度。 簡化后的幾何模型如圖 33 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 圖 3前視圖） 圖 3 視圖） 3、 定義接觸屬性：打開 擊 剛才導(dǎo)入的幾何體信息共享，如圖，右擊 擊 以看到有各種接觸，修改以下接觸： (1)機(jī)架、刀架各零件焊接部分均采用綁定約束進(jìn)行處理， (2)刀架與上刀片的螺栓連接、機(jī)架與下刀片的螺栓連接、導(dǎo)軌板與床身側(cè)板的螺栓連接在模型簡化之后都用綁定約束進(jìn)行處理。 (3)連接機(jī)架與上刀架的滑塊采用摩擦接觸進(jìn)行處理。 (4)上刀架與油缸活塞桿連接可旋轉(zhuǎn)部分采用摩擦接觸處理 4、網(wǎng)格劃分 模型采用四面體與掃掠型劃分，共得到 272532 個(gè)節(jié)點(diǎn)， 123326 個(gè)單元