双台面木门板自动转向装置设计
这是一篇关于门板转向装置,双台面,三维建模,有限元分析,PLC程序设计的论文, 主要内容为在门板生产线的部分工序中,需要对工件进行边部加工,而门扇的总体尺寸较大,因此现有的门板生产线普遍采用的加工方案是加工完成单边后旋转再进行其他边的加工,而现在主流的转向机械如机械抓手或机械吸盘等方案在处理门板表面存在复杂雕刻花纹或镂空设计时存在困难;而且随着我国定制木门的推广,在同一生产线上的木门往往会存在加工工艺的差别,在工件转向上就存在着90°和180°、循环和输出的区别,这是传统的导向板式转向装置无法完成的。因此,需要一款适用于柔性生产线的门板转向装置来完成这一功能。为了解决现有的转向装置难以处理复杂表面的问题,本文在现有的生产线基础上设计了一款双台面门板转向装置。该套装置通过带有传送带的内工作台将工件运入装置后精确停止,随后降下内工作台将工件落至外工作台面,通过外工作台带动工件转向实现工件的精确旋转,内工作台也可转向选择相应的输出路径。用于工件转向的外台面外框尺寸为1600mm×1600mm,内台面传送带装置框架尺寸为1200mm×1200mm,可满足工件长度范围从1600到2200的工件在同一生产线中连续加工而不需要进行额外调整。本文中的转向装置既可以处理门扇门板,也可以处理同参数规格的各类板件,实现生产规格的多样化。本文主要研究内容和结果如下:(1)考察现有生产线,制订了双台面门板转向装置的主要的工作原理、总体设计方案和装置的总体布局,包括内外工作台的框架结构、内外工作台转向系统、内工作台升降系统、转向定位系统、传送带装置以及升降挡板等装置。(2)对转向装置和工件进行了受力分析对转向装置的主要结构参数进行了设计和计算,对外购零部件进行了选型。(3)利用Solidworks的三维建模功能,对双台面门板转向装置的各个零部件进行参数化建模设计,并对模型进行了装配,制作整机装配模型。(4)利用有限元分析技术,使用Solidworks simulation插件对转向装置中的外工作台框架和外台面卡槽装置进行静力学分析,装置的设计满足强度和刚度需求。(5)根据转向装置的工作流程和工艺要求,对转向装置的控制系统进行PLC程序设计。完成后制作PC station工作界面,实现各个参数进行可视化控制。(6)根据文中设计的整机与零件,绘制转向装置的二维工程图,为实际生产提供现实依据。本文对传送带转向装置的转向原理进行系统地研究,提出了一种新型双台面门板转向装置的结构,通过数据分析、建立虚拟样机以及有限元分析技术对其科学性进行分析,验证了装置设计的科学性。研究成果为双台面门板转向装置后续的投入工厂制造生产建立了科学的指导理论和现实依据,也为此后设计的同类转向装置提供了一定的借鉴思路。
密集烤房倾倒旋转式装烟机设计与试验
这是一篇关于装烟机,升降装置,倾倒旋转机构,有限元分析,试验的论文, 主要内容为烟草是我国重要的经济作物之一,为国家和地方财政增收、经济发展作出了积极贡献。密集烤房鲜烟叶装炕是烟叶烘烤中一个非常关键的环节,对烟叶烘烤质量、生产效率及成本有很大的影响。随着我国农业机械化进程的加快,烟草耕、栽、管、收等生产环节也逐步实现机械化,但装烟环节仍停留在人工装烟,其劳动强度大、安全隐患高、生产成本高,严重制约了烟草产业机械化发展,因此设计一种密集烤房装烟机具有重要意义。本文根据密集烤房结构参数及烟叶烘烤技术要求,设计了一种倾倒旋转式装烟机。对升降装置进行了有限元分析,对倾倒旋转式载烟装置进行了运动学和动力学分析,对倾倒旋转机构进行运动学仿真,建立了装烟机三维模型,试制了样机,设计了控制系统,并通过试验对装烟机的设计进行验证。主要完成工作内容如下:(1)根据密集烤房结构参数、烤烟烘烤技术要求及鲜烟叶物理特性,针对1320 mm×115 mm规格的梳式烟夹和烟夹倾斜举升的装烟方式提出了密集烤房装烟机的总体设计方案,主要由动力平台、升降装置、载烟装置和烟夹位置调整装置组成,确定了密集烤房装烟机的设计要求,阐述了其工作原理;对装烟机整机性能进行了分析,包括纵向静稳定性分析、纵向动稳定性分析和横向稳定性分析,确定了装烟机最大载烟量,对动力平台进行了选型,并对烟夹位置调整装置进行了设计,对载烟支撑架结构强度和刚度进行了校核。(2)对装烟机升降装置进行了设计,设计了一种由链轮链条提升机构和液压油缸举升机构组成的两级升降系统,对升降装置进行了运动学分析,确定了其结构参数;对门架系统中的滑动机构、内门架、外门架进行了受力分析,计算其所受的最大载荷,并利用ANSYS Workbench软件对该门架系统进行了静力学和模态分析,验证了门架系统的可靠性。(3)对倾倒旋转式载烟装置进行了设计与分析。本文针对往复移动式载烟装置在装烟过程中所存在的问题,创新型的提出了一种倾倒旋转式载烟装置,其由倾倒旋转机构、倾斜机构和载烟支撑架组成;对倾倒旋转机构工作过程进行了分析,包括载烟过程力学分析、旋转过程运动学分析和倾倒过程动力学分析,确定了其结构参数,并在Creo中对倾倒旋转机构进行了运动学仿真,利用MATLAB中的遗传算法工具箱对锥齿轮传动系统进行了优化设计;对倾斜机构进行了设计与运动学分析,研究了倾斜角度与装烟效果之间的关系,确定了烟夹的倾斜角度。(4)装烟机烤房试验。对装烟机各装置零件进行了加工及组装,完成了装烟机样机试制,对控制系统软件和硬件进行了设计;对关键部件载烟装置进行了调试工作,并对装烟机在载烟状态下各装置运行情况进行了试验验证;以云烟87和梳式烟夹为试验对象,参考《烤烟烘烤技术规程》(GB/T 23219-2008),分别完成了上、中、下三层的装烟工作,试验结果显示:各层平均装烟成功率为96.7%,平均烟叶损伤率为6.7%,平均烟夹偏移率为7%,表明倾倒旋转式装烟机能较好完成装烟工作。
后装压缩式垃圾车上装结构裁荷研究与优化
这是一篇关于农村,后装压缩式垃圾车,极端载荷,有限元分析,试验验证的论文, 主要内容为本文以装载量为12 m3的5180ZYS城市用后装压缩式垃圾车为原型,在对比压缩垃圾车在城市环境使用工况的区别后,针对农村垃圾成分复杂和使用超载问题,采用理论与试验测试的方法,确定了农村用垃圾压缩车开发时极端工况情况,获得了农村用垃圾车在设计开发时合适的有限元校核与优化的载荷条件,设计了适用于乡村使用的垃圾压缩车,然后通过应力测试结果验证此结构设计的合理性,为农村用后装式垃圾车的结构设计提供了技术支撑。本论文的主要研究工作如下:(1)垃圾压缩特性分析与极端路况边界条件的确定对于垃圾压缩时候的载荷适合采用理论与实际相结合的方法,确定适宜于农村垃圾受挤压时所产生的膨胀力计算公式,分析垃圾在极限压缩工况时,上装结构各部件的受力情况,确定各部件受力计算方法。对于满载极限工况,采用加速度传感器等设备实车测量满载车辆在颠簸、拐弯、急停等路况下的横向、纵向与数值方向上的加速度情况,为后续整体结构的计算提供依据。(2)后装压缩式垃圾车上装有限元计算与结构优化基于极限工况下的边界条件,采用Ansys Workbench建立上装结构有限元计算模型,分析极限工况下结构的应力分布情况。基于有限元计算结果,在少增重和少改动的前提下对结构进行强化处理,对优化后的结构进行计算,结构强度满足产品设计要求。(3)关键零部件的试验验证与分析对实车上的关键零部件进行应力测试,获得了强化后的结构应力状态和结构在极端载荷下响应特征,在有效检验了有限元模型计算的准确性和优化方案的有效性的同时,进一步定性弄清了垃圾车压缩全程的压缩力学反应特性。
重力梯度仪超低频被动隔振系统设计与实现
这是一篇关于隔振系统,正负刚度并联,磁负刚度,有限元分析,振动传递率的论文, 主要内容为重力梯度仪是一种高灵敏度检测重力场梯度变化的仪器,在空间科学、资源勘探、地球物理测量等领域具有重大战略意义。重力梯度仪的工作环境振动要求极为严苛,微弱的振动会导致检测精度降低甚至无法工作。本文面向重力梯度仪高性能隔振需求,开展超低频隔振系统的设计、分析和样机性能测试验证等研究。依据重力梯度仪隔振性能需求和布局空间约束,开展了正负刚度并联隔振系统的方案设计和关键参数匹配。分析了重力梯度仪的隔振需求,明确了隔振系统设计指标要求。针对垂向低频隔振难题,提出了正负刚度并联的解决方法,并完成了隔振系统总体方案设计。建立了正负刚度并联的隔振动力学模型,完成了系统关键动力学参数验证。完成了正刚度弹性元件设计及机架结构设计分析。根据正刚度弹性元件参数匹配要求,设计了圆柱螺旋拉伸弹簧单元,并通过有限元分析和试验验证了正刚度单元设计的可靠性。开展了机架结构设计,并分析了其结构特性,获取机架前六阶模态频率,结果表明机架满足强度与刚度要求。建立了磁负刚度机构磁力模型并完成了负刚度模块设计与测试。提出了组合型磁负刚度新构型方案,基于等效磁荷法建立了磁负刚度机构磁力解析模型,并通过有限元方法验证了模型的正确性。分析并阐明了负刚度特性随结构参数的变化规律,完成负刚度模块结构设计与测试,负刚度测试值与理论值相对误差仅5.13%。研制了重力梯度仪隔振系统原理样机并搭建了隔振性能测试装置,开展了模态与隔振性能测试。实验结果表明:试验模态频率与分析模态频率误差较小且振型基本一致,固有频率满足要求。隔振系统垂向固有频率为0.59Hz;在关键频率点处,2Hz时隔振系统传递率为-20.69d B;在10Hz处,传递率为-44.18d B,均满足设计要求。
基于ANSYS与VB.NET滑盖式节能日光温室结构优化设计
这是一篇关于滑盖式节能日光温室,有限元分析,结构优化,参数优化,ANSYS参数化建模的论文, 主要内容为本文结合有限元分析软件,基于VB.NET对ANSYS有限元分析软件进行二次开发,实现滑盖式节能日光温室的数字化设计,为滑盖式节能日光温室设计提供理论参考。对滑盖式节能日光温室的力学性能、结构稳定性进行研究,得出杆件参数与等效应力解析解,并进行结构优化。主要研究内容与结论如下:(1)通过ANSYS有限元分析软件,建立滑盖式节能日光温室有限元模型;依据相关荷载理论进行分析,确定了4种适用于滑盖式节能日光温室的最不利荷载组合工况:(1)滑盖关闭状态下施加均匀雪荷载;(2)滑盖关闭状态下施加非均匀雪荷载;(3)滑盖关闭状态下施加风荷载;(4)滑盖打开状态下施加风荷载。(2)通过ANSYS有限元分析软件,对滑盖处于开、合状态时,4种不利荷载组合下的整体稳定性和变形过程进行模拟分析。结果表明:荷载组合工况4(滑盖打开状态时风荷载作用下)为最不利荷载组合工况,其最大等效应力为203MPa,最大位移变形为4.03mm。(3)采用零阶优化的方法,对最不利荷载组合工况下的滑盖式节能日光温室进行参数优化。结果表明:优化后总用钢量降低了1.63%,最大位移变形增加了48.8%,优化后杆件得到更充分的利用。(4)基于VB.NET对ANSYS进行二次开发,通过VB.NET设计人机交互界面完成对ANSYS的提取,该可视化界面易操作,具有人机交互性。可以实现滑盖式节能日光温室的自动建模以及应力、优化等分析结果的自动提取。为设计人员对研究设计滑盖式节能日光温室提供了便利,只需根据图例输入相关参数,即可完成对滑盖式节能日光温室的结构优化设计。本研究对北方寒区滑盖式节能日光温室进行力学分析,得到杆件参数与温室结构稳定性的影响规律。开发了滑盖式节能日光温室的可视化软件,既有效的降低了温室建造成本、又提高设计效率。
基于Ansys及SQL的塔式起重机设计计算系统的设计与实现
这是一篇关于塔式起重机,面向对象,有限元分析的论文, 主要内容为本文主要研究基于ANSYS和和SQLServer的塔式起重机设计计算系统的设计与实现。基于面向对象的编程、数据库技术、模块化设计理论及有限元分析,本论文实现了设计计算系统的设计,并对塔机的设计提供了更加便捷的办法。 本论文分析介绍了塔机设计系统的发展现状,并从技术方面对设计系统应用的系统实现、总体设计、技术介绍、需求分析以及测试实例进行了详细阐述。虽然此类的设计平台已经出现,但是这种设计系统并不完善,不能够全面解决塔机设计过程中的实际问题。本论文针对塔机计算系统的开发工具及其相关技术做了详细的介绍,主要使用面向对象编程技术VB、模块化设计技术、有限元分析ANSYS和SQL server数据库管理技术相结合来实现设计系统的主要功能。应用面向对象编程技术和塔式起重机的设计规范,对整个系统的功能、操作等进行界面设计,以及应用模块化设计技术,将塔机设计计算系统划分为总体设计模块、结构设计模块、机构设计模块、数据设计模块等,并通过系统间的模块接口,实现了模块问的数据交流,从而保证了设计系统的系统性。最后,以TC7050的塔身设计为例,采用设计计算系统的有限元分析方法进行设计计算。通过计算结果图表结果显示与校核,体现出设计计算系统的实用性。 本文所设计的系统,以Visual Basic语言作为设计平台,使该系统不仅具有完善的人机对话功能以及多任务、多窗口的特色,而且可扩展性强,易于维护。系统的操作简单,界面美观,实用性强。
针对智能假肢的六维力传感器设计与标定技术研究
这是一篇关于六维力传感器,维间耦合,差动电容结构,有限元分析,静态标定的论文, 主要内容为随着我国基础装备制造能力的提升,在电子制造行业、汽车、工业、机器人、航空航天以及仿生领域传感器都得到了广泛的应用。其中六维力传感器为机器人的力和运动控制提供了“力觉”信息,在机器人的智能化控制起着非常重要的作用。同时,在假肢膝关节上使用六维力传感器、角度传感器、运动传感器等提供控制策略,让使用者在复杂的地形上也能保持自然的步伐。本文针对应用在假肢膝关节上的六维力传感器设计中存在的大力矩、线性度差、维间耦合等问题进行个性化设计与研究。本文的主要研究内容包括:(1)研究基于电容效应的空间六维力感测原理,探究电容敏感元件布局方式与维间力分量耦合程度的相互关系,设计三维结构的电容敏感元件。将差动电容器结构应用在六维力传感器中将其灵敏度提高了一倍。使用8个电容传感单元就可以测量三维的力(F、F、F)和三维的力矩(M、M、M)。使用COMSOL软件优化弹性体尺寸参数,使其M方向的最大等效应力降幅达到24.80%。(2)研究并设计基于电容效应的六维力传感器电容信号采集的嵌入式传感系统。使用AD7147来进行f F级微小电容信号采集与测量。通过设计的嵌入式软硬件系统完成电容信号的采集、处理和传输,实现信号采集与处理的一体化设计。(3)研究基于电容效应的六维力传感器的多维载荷分量标定技术,并设计相应的标定测试系统。根据目前的实验条件对现有的标定平台进行优化,重新设计标定系统并完成该标定系统的几种误差分析,发现其对标定实验的影响不大。(4)完成传感器的标定实验,并搭建六维力传感器用于假肢膝关节控制的适用性和传感器性能验证的实验平台。利用线性最小二乘法求解传感器的标定矩阵,根据求解的标定矩阵计算得到传感器的最大I类误差为0.88%,最大II类误差为1.37%。使用AMTI测力台进行对照实验,得到三维力的RMSE分别为2.13 N、1.44 N、7.96 N,三维力矩的RMSE分别为1.09 Nm、1.39 Nm、1.19 Nm,验证传感器满足设计指标并适用于假肢膝关节关于地面反作用力的测量。本文的创新点包括:(1)提出了一种传感单元和信号采集处理一体的多维力传感器个性化设计方法,实现高度集成的六维力传感器系统。(2)提出了一种多维力传感器个性化标定和测试方法,提高了六维力传感器的标定效率和精度。
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