高速自动模切机主机墙板的应力分析和结构优化

来源 :同济大学 | 被引量 : 14次 | 上传用户:zheng829
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随着现代科技的高速发展,作为印后加工中的重要设备,自动平压平模切机已经具有向高速度、高精度、高效率的发展趋势。而主机模切机构是自动平压平模切机的核心部分,其机械性能对模切机的工作能力和模切质量起着至关重要的作用。因此,有必要对模切机构的工作原理,运动学和动力学特性进行研究,以便对后续的改进设计提供有力的依据。 本文运用有限元分析和机械动态静力学分析结合的方法,首先针对MW1050型自动平压平模切机的模切机构,进行结构分析,了解主机的结构组成和工作原理,在此基础上进行了运动学分析,建立运动学数学模型,通过数值分析法,运用分析软件Matlablab编程求解非线性方程组,并得出机构在一个运动周期中各构件的角位移、角速度、角加速度等运动参数及曲线,为后续的动力学研究做了铺垫。这种方法由于计算快捷、精度较高,适用于模切机的工程实践。 其次在不考虑摩擦等非线性因素的情况下对机构进行动力学分析,得出模切机构各铰接点的受力情况。动力学分析中,各构件的质量和转动惯量是通过Pro/Engineer软件,先建立各个构件几何模型而求得。上述系统而理论的分析,为模切机构的深入研究和设计提供了理论指导。 模切机构的一些零部件如果设计不当,一方面可能会导致严重的结构缺陷和应力集中,而限制机器的工作能力甚至对机器造成损坏。因此,有必要对模切机构关键零部件的应力分布进行研究,以便有针对性的提高强度。本文在动力学研究的基础上,利用有限元技术和ANSYS分析软件对MW1050型模切机的模切机构零部件进行有限元建模,通过施加载荷分析应力状况,并导出了形象而直观的应力和应变云图。研究结果表明,通过结构优化,如适当的加强筋可以降低应力集中。 同时,本文还对主机模切机构进行了现场测试,通过实际测试得到真实的应力分布状况,分析和计算试验结果,验证了理论分析的正确性。
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