【摘 要】
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锻压生产工艺因具有工件成型快、加工稳定性好和制造成本低等特点,在现代工业生产中占据了重要地位。在不同种类的机械压力机中,多连杆机械压力机不仅在工作行程段具有较低的速度,能够保证拉延效果,防止工件产生裂纹,而且输出曲线可控可调,具有较高的柔性,因此在电器、五金、汽车、交通及军工等行业的应用十分广泛。本论文以新型多连杆机械压力机机构为研究对象,对其运动学、刚体动力学和考虑间隙时机构的动力学响应与非线性
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锻压生产工艺因具有工件成型快、加工稳定性好和制造成本低等特点,在现代工业生产中占据了重要地位。在不同种类的机械压力机中,多连杆机械压力机不仅在工作行程段具有较低的速度,能够保证拉延效果,防止工件产生裂纹,而且输出曲线可控可调,具有较高的柔性,因此在电器、五金、汽车、交通及军工等行业的应用十分广泛。本论文以新型多连杆机械压力机机构为研究对象,对其运动学、刚体动力学和考虑间隙时机构的动力学响应与非线性特性进行了系统研究。主要研究内容如下:首先,对多连杆机械压力机机构进行运动学分析。介绍了九连杆机械压力机机构的结构特征,通过复数矢量法建立压力机机构的运动学模型。运用Matlab对运动学模型进行计算,得到压力机冲锤位移、速度和加速度的曲线,再通过Adams进行虚拟样机仿真分析,验证运动学模型的正确性。以压力机急回特性和降低滑块工作段加速度为设计目标,建立了机构的优化模型,利用遗传算法对压力机机构进行尺度优化。其次,对多连杆机械压力机机构进行刚体动力学分析。选取曲柄角位移为广义坐标,列出机构的动能和势能表达式,运用Lagrange方程计算出广义力表达式,建立机构的刚体动力学模型。通过Matlab求解动力学模型,再利用Adams对机构进行虚拟样机仿真分析,求得曲柄在空载及加载条件下的驱动力矩曲线,通过对比数值计算和仿真分析结果,验证刚体动力学模型的正确性。再次,对含单间隙多连杆机械压力机机构进行刚体动力学分析。将间隙视为无质量杆,选取双曲柄和间隙杆角位移为广义坐标,运用Lagrange方程列出广义力表达式,再通过龙格库塔法求解,最终建立单间隙机构的刚体动力学模型。绘制不同位置间隙,不同间隙值和驱动速度下的动力学响应对比曲线,通过相图、Poincare映射图和分岔图对含单间隙多连杆压力机的非线性特性进行分析。最后,对含多间隙多连杆机械压力机机构进行刚体动力学分析。在单间隙机构的基础上,列出包含四个广义坐标的Lagrange方程,再通过龙格库塔法求解,建立多间隙机构的刚体动力学模型。绘制了不同间隙值和驱动速度下的动力学响应对比曲线。研究多间隙对于机构非线性特性的影响,通过相图、Poincare映射图和分岔图分析了混沌现象变化规律。
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