大型高速落料機落料過程的建模仿真
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- 大型高速落料機落料過程的建模仿真摘要：本文首先綜述了開展數控板料開卷矯平剪切生產線落料機落料過程的建模仿真與結構優化研究的背景和意義，并指出了用有限元方法可為重型機械的控制規范的優化設計提供有力的工具。選取了CAD三維造型軟件UG NX4.0和有限元分析軟件ANSYS建立了橫梁結構的有限元模型，進而對整體橫梁結構進行了靜、動態特性分析，在此基礎上優選出靜、動態性能較為優越的矩形橫截面結構的橫梁。在數控板料開卷矯平剪切生產線落料機的設計階段，運用有限元理論和模態分析理論，對落料機結構的靜、動態性能做出分析預測并運用優化設計方法進行優化，對于新機床工作性能的改善、加工精度的提高、開發周期的縮短和產品競爭力的增強無疑是十分重要的。
關鍵詞：大型數控高速落料機；橫梁結構；靜態分析；模態分析；拓撲優化
1 引言
隨著現代加工制造業的發展，極端制造在國民經濟中的戰略地位越發重要，針對微納米技術對零部件的機械加工已經引起了廣泛的關注；目前，針對特大型零部件或機械的加工設備和工藝要求正方興未艾，新一代大型零部件結構設計發生了很大變化。新一代的零部件設計理念催生了新一代的加工設備。落料機屬于鍛壓機械八大類產品中數控板料開卷矯平剪切生產線的關鍵單機。其工作原理是板料在落料機主驅動輥的驅動下通過從動輪將板料進行送進，然后進行瞬間的落料及堆垛，是鋼鐵冶金行業必需的落料校正類設備，該單機設計的剛度與強度直接影響板料堆垛質量與可靠性運行。
與傳統的落料機相比，其優點在于：一次能夠獲得尺寸較大的板料，滿足現代工業生產中大型工件的坯料加工，能提高大型工件的質量和材料利用率；并能大幅度地提高了大型工件的力學性能和可靠性[2]。針對上述大型工件加工工藝開發的內在迫切需求，開發大型落料機（跨度超過16m）十分必要，該設備可應用于鋼鐵冶金、汽車、造船等行業大型板材的加工配送，因此，該型設備的產業化對于我國現代加工制造業的又好又快發展具有重要意義[3]。
隨著現代工業和科學技術的發展，機床產品也日益向著高速、高效、高精度和自動化方向發展，良好的結構動態性能要求己經成為產品開發設計中的重要優化指標之一[4-7]。以有限元方法和模態分析理論為支撐的現代設計方法，己經成為現代機床設計發展的必然趨勢。本論文的課題來自山東宏康機械制造有限公司大型高速落料機的研究與開發項目。針對項目研發的新型落料機的重要核心結構件—橫梁，采用有限元分析方法，對其進行動靜態性能研究，進而做出結構優化，從而為同類機床的設計提供理論依據提出一條優化機床結構的路徑。
2有限元建模仿真...
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