夾具裝夾布局動力學分析與優(yōu)化.pdf

1、裝夾是工件在機械加工過程中首先要面臨的問題，因為不同的裝夾布局直接影響到工件的位置偏移，從而影響工件的加工精度。裝夾布局規(guī)劃的合理性是影響工件加工質量與生產(chǎn)安全的關鍵因素，為此系統(tǒng)地提出了工件位置偏離的動力學預測模型及其控制方法。
　　本文通過靜態(tài)和動態(tài)的方法分析了工件加工過程中的工件位置偏移隨時間的變化關系。并考慮了有無摩擦對結果的影響，以及動態(tài)的方法還考慮了有無阻尼對問題分析的影響。并且將這幾種結果進行了比較。其中，動態(tài)的分析

2、方法，是首先將工件與夾具之間的接觸模式等價地轉化為線性彈簧-阻尼系統(tǒng)，利用運動學和彈性力學理論推導出工件的振動微分方程，以確定工件在裝夾布局中的位置偏離。通過工件和夾具的單邊接觸情況，可以用胡克定律來設置工件位置偏離的約束條件。通過坐標轉換方法，提出在約束條件下振動微分方程的模態(tài)分析求解方法，實現(xiàn)工件位置偏離的預測，實驗結果表明所提出預測結果與實驗結果完全吻合。其次，為使工件位置偏離達到最小，構建了工件位置偏離的最小2-范數(shù)，并將之作為

3、目標函數(shù)，從而實現(xiàn)裝夾布局的優(yōu)化。這個模型可以通過遺傳算法來求解。提出的工件位置偏離預測與控制方法，能夠避免工件處于非穩(wěn)定狀態(tài)下優(yōu)化模型的求解過程，為復雜工件裝夾布局方案的合理設計提供了基礎理論。
　　本文還通過假設工件是柔性的，夾具是剛性的，用彈簧-阻尼元件替代接觸部分，通過計算夾具-工件系統(tǒng)的前六階固有頻率，得到前六階頻率對應的幅值。通過調整夾具的裝夾布局，將前六階的幅值的平方和作為目標函數(shù)進行優(yōu)化。當目標函數(shù)最小時，表示此時