高速冲压机床机身动静态特性分析及实验研究

【摘要】我国冲压机床行业的设计人员在进行冲压机床设计的过程中，长期采用经验类比的设计手段，这样的设计不仅无法真实评估机床在静态载荷下的受力变形，而且缺少针对动态载荷的受力变形分析。通过传统方法设计的冲压机床无法满足日益增长的对冲压机床不同性能的需求，本文引入现代仿真软件ANSYS对冲压机床的机身进行有限元的动静态特性分析，并且进行了一定量的实验研究。首先，建立冲压机床机身的三维实体模型并导入ANSYS中。引入接触对单元Targe170和Conta174以及预紧单元PRETS179建立与真实情况相符合的有限元模型，对预紧力影响的受公称力载荷作用下的机身应力和变形进行了校核。其次，对冲压机床机身进行模态分析，提取冲压机床机身的前10阶固有频率，并分析对加工精度有影响的前三阶模态振型。对曲柄滑块机构建立运动方程，获得了冲裁力的动载荷谱和幅频谱。针对典型冲裁工况进行冲压机床机身瞬态响应分析，分析了两个周期内机身的应力变形变化趋势，并针对下死点精度，工作台面平面度，接触面的总间隙三方面证明了机身的设计满足精度要求。最后，对冲压机床进行静态加载实验、打桩实验和模态实验。分别通过静态加载实验和模态实验验证仿真模型的准确性。在静态加载实验中引入相对静刚度的概念，通过静态加载实验获得了理想的预紧力倍数区间。通过打桩实验获得了冲裁过程中预紧力、打桩力以及打桩频率对冲压机床机身变形的影响程度，校核了交变载荷作用下拉紧螺杆处的疲劳强度；通过模态实验评价了该型号冲压机床机身的合理性。
【作者】许凡；
【导师】李国发；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】冲压机床机身；ANSYS；模态分析；瞬态响应分析；实验；

【参考文献】
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