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打包机设计中的添加约束和载荷

发布日期: 2020-06-14

  打包机设计中的添加约束和载荷

  模型构件创建结束后,要对构件间连接方式和相对运动方式进行定义,即对打包机模型进行约束。

  ADAMS 主要提供了四种约束:运动副约束、基本约束、运动约束和高副约束。ADAMS/View 共有 12 种运动副,如旋转副、移动副和圆柱副等,通过这些运动副,可以将两个构件连接起来,被连接的打包机构件可以是刚体、柔性体和点质量,通过这些连接约束他们的相对运动。

打包机

  ADAMS/View 提供了 5 种常用基本约束,包括平行约束、垂直约束、方向约束、点面约束和点线约束,它们对打包机构件的相对运动进行了限定。运动约束是通过对模型施加运动来实现对模型的约束,一旦定义好运动后,模型就会按照所定义的运动规律进行运动,而不考虑实现这种运动需要多大的力和力矩,主要有运动副运动和点运动。而高副约束是两构件通过点或线的接触组成的运动副,在 ADAMS/view 中主要指凸轮机构。

  根据打包机液压装置的运动规律,本系统加入的约束和运动为:

  (1)减速箱的动力输出轴与减速箱箱体、动力输出轴与曲柄、曲柄与连杆之间、连杆与活塞固定轴之间都添加旋转副;活塞体滚子与活塞体、机架与地面之间添加固定副;活塞体与机架之间添加移动副。

  (2)在曲柄与减速箱输出轴之间的旋转副上添加旋转副运动工具,对模型进行运动约束。设计技术指标为 90 次/分,所以旋转副运动工具设置参数为:540°/s。 根据压缩性及应力松弛性,本系统加入弹簧阻尼器模拟芦苇在压缩时对活塞体的作用力,其中芦苇压缩阶段添加一个弹簧阻尼器作为附加载荷,应力松弛阶段对弹簧阻尼器参数重进行设置,作为应力松弛阶段附加载荷,各自参数在上文已经给出,添加约束及仿真结果。

  仿真分析结果与讨论

  在液压装置的设计中,根据结构要求对其进行了尺寸计算与设计,这样在结构上可以实现压缩功能,但是构件的强度、刚度是否满足功能要求,即构件的稳定性没有理论依据,也没有对构件的运动过程进行分析,现在根据前面在虚拟样机里面建立的模型以及设置好的参数,对液压装置进行运动学和动力学仿真分析。由设计标准可知,压缩频率为 90 次/秒,即曲柄角速度为 540°/s,也就是说曲柄每秒转 1.5 圈,而一个压缩过程包括压缩和应力松弛两部分,由此可以得出压缩用时 1/3 秒,应力松弛过程用时 1/3 秒。

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