4 虛擬樣機(jī)的仿真分析
4.1 將裝配體模型導(dǎo)入ADAMS
首先在ADAMS中的"Units Setting"對(duì)話框中設(shè)置與Solidworks相同的單位。然后打開Parasohd格式的折剪機(jī)床裝配體文件,將其導(dǎo)入ADAMs/View環(huán)境。
4.2 在ADAMS中構(gòu)建虛擬樣機(jī)仿真模型
首先在導(dǎo)入的幾何模型上添加標(biāo)記點(diǎn),根據(jù)幾何關(guān)系,計(jì)算出各點(diǎn)坐標(biāo)。如果模型中零件的材料屬性與實(shí)際不符,可以在特性修改對(duì)話框中重新定義,使其滿足要求。利用ADAMS提供的幾何建模工具中的組合形體命令,將相關(guān)零件組合成一個(gè)構(gòu)件。如將左右墻板、上固定板、工作臺(tái)等組合成機(jī)架。使用ADAMS/View中的約束庫(kù)添加各聯(lián)結(jié)件間的約束副,以定義各構(gòu)件之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。如在機(jī)架與地面之間添加固定副,滑塊與機(jī)架之間添加一個(gè)沿y軸的移動(dòng)副,滑塊與上連桿、上連桿與油缸、上連桿與下連桿、下連桿與同步連桿、下連桿與機(jī)架、同步齒輪與機(jī)架、同步連桿與同步齒輪之間各添加軸線為x軸的旋轉(zhuǎn)副,兩個(gè)同步齒輪之間添加齒輪副,油缸與活塞之間添加一個(gè)沿z軸的移動(dòng)副。至此完成折剪機(jī)床虛擬樣機(jī)模型的建立。如圖3所示。
4.3進(jìn)行仿真模擬
滑塊的運(yùn)動(dòng)精度直接影響折剪機(jī)床的工作性能,虛擬樣機(jī)模型中,滑塊相對(duì)機(jī)架沿Y軸方向的移動(dòng)是折剪機(jī)床工作的主運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)性能反映了折剪機(jī)床的總體性能。因此,對(duì)折剪機(jī)床在各種工況下的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力進(jìn)行仿真,獲取滑塊的位移、速度和加速度的動(dòng)態(tài)變化曲線及滑塊的輸出力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用ADAMS/View提供的函數(shù)F(time,…)=SIGN(98000,-VX(zjjc.huosai.MARKER_147)定義施加在活塞桿上的推力。給定總的仿真時(shí)間2s,仿真步長(zhǎng)200,進(jìn)行仿真,然后用后處理顯示得到滑塊等主要構(gòu)件的位移、速度和加速度曲線,見圖4~圖9。

4.4仿真結(jié)果分析
圖4是滑塊的位移曲線,滑塊在2.5 s內(nèi)移動(dòng)距離約為50 mm,位移曲線基本為直線,說明其運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),無振動(dòng)現(xiàn)象,符合折剪機(jī)床的性能要求。圖5、圖6分別為滑塊速度和加速度曲線,在1.75 s發(fā)生了銳變,均開始急劇增大,這與圖7、8中連桿增力機(jī)構(gòu)的角速度、角加速度曲線相吻合,完全符合平面連桿機(jī)構(gòu)的急回特性。這一特性也符合剪板、折彎的工藝要求。圖9反映的是滑塊在y軸方向輸出的力,即折彎力。從圖中看出折彎力是逐漸增大的,在2.5 s左右(折彎開始位置)力增加到了最大值650 kN,完全符合平面連桿機(jī)構(gòu)的增力特性。根據(jù)仿真結(jié)果,優(yōu)化折剪機(jī)床設(shè)計(jì),并制作出實(shí)物樣機(jī)。通過測(cè)試,可知折剪機(jī)床的機(jī)械系統(tǒng)的裝配性能、運(yùn)動(dòng)性能、輸出力等完全滿足折剪機(jī)床的性能要求。
5 結(jié)論
利用SolidWorks軟件完成了折剪兩用機(jī)床機(jī)械系統(tǒng)各零部件和裝配體三維模型,并進(jìn)行了干涉和碰撞檢查。通過parasolid格式將裝配體模型導(dǎo)入ADAMS中,建立了折剪機(jī)床虛擬樣機(jī)仿真模型,設(shè)置了初始和邊界條件,通過對(duì)滑塊力學(xué)性能和運(yùn)動(dòng)特性的仿真分析,獲得最優(yōu)化結(jié)果,并制造了實(shí)物樣機(jī),通過對(duì)樣機(jī)測(cè)試,各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求,性能穩(wěn)定、可靠。