機械壓力機多連桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及運動仿真研究.pdf

1、機械壓力機是材料塑性成形中應(yīng)用廣泛的設(shè)備，可進行沖壓、擠壓、鍛造等工藝，在汽車、航空、五金等工業(yè)領(lǐng)域起著重要的作用。
　　 作為現(xiàn)代機械壓力機普遍采用的工作機構(gòu)，多連桿機構(gòu)是實現(xiàn)拉深、彎曲等各種工藝性能的關(guān)鍵部件，其設(shè)計水平的高低直接影響到工作機構(gòu)性能的好壞，進而影響壓力機的性能如工作效率，生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量等。八連桿機構(gòu)是其中應(yīng)用較為廣泛的一類，但其優(yōu)化設(shè)計過程復雜，不易得到工藝過程要求的運動曲線，迫切需要進行研究并實現(xiàn)設(shè)計和生產(chǎn)

2、的優(yōu)化。多連桿機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計以最優(yōu)化方法和計算機程序設(shè)計為基礎(chǔ)，是解決復雜設(shè)計問題的有效工具之一。在產(chǎn)品的設(shè)計階段對機械壓力機工作機構(gòu)進行運動仿真，可以直觀地檢驗工作機構(gòu)在工作過程中的運動合理與否、工作機構(gòu)各構(gòu)件之間是否發(fā)生干涉等；通過運動仿真還可以直觀的分析、優(yōu)化設(shè)計方案，使設(shè)計的工作機構(gòu)的功能更加完善。因此，機械壓力機多連桿機構(gòu)，特別是八連桿機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計及運動仿真對合理設(shè)計機械壓力機的工作機構(gòu)具有重要的意義。
　　 基于對機

3、械壓力機工作機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及運動仿真的研究現(xiàn)狀的回顧和綜合，以八連桿內(nèi)、外滑塊機構(gòu)為例，建立起機械壓力機工作機構(gòu)運動過程的通用數(shù)學表達式；通過對工作機構(gòu)優(yōu)化設(shè)計所需要的合理方法進行了探討研究，確定采用復合形法對多連桿機構(gòu)內(nèi)、外滑塊的運動情況進行優(yōu)化設(shè)計，并對機械壓力機工作機構(gòu)的運動性能參數(shù)進行優(yōu)化計算。
　　 對優(yōu)化設(shè)計的具體技術(shù)內(nèi)容，例如數(shù)學模型的建立、目標函數(shù)的確定、約束條件的建立、優(yōu)化方法的選擇等進行了闡述。對優(yōu)化的主要方法

4、進行了對比，確定了八連桿機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法。對工作機構(gòu)進行了運動分析，建立了工作機構(gòu)內(nèi)、外滑塊在工作循環(huán)內(nèi)的位移與曲柄轉(zhuǎn)角、速度與曲柄轉(zhuǎn)角、加速度與曲柄轉(zhuǎn)角之間的數(shù)學關(guān)系表達式，為機械壓力機工作機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、工作機構(gòu)的運動仿真提供了數(shù)學基礎(chǔ)。
　　 綜合利用復合形法對八連桿內(nèi)、外滑塊機構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，以特定行程內(nèi)內(nèi)滑塊的速度波動最小和特定行程內(nèi)外滑塊位移波動量最小為目標函數(shù)，優(yōu)化后機構(gòu)的各項性能比原機構(gòu)的性能得到了相應(yīng)提高。