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塑料新構架器械作業整合體的情態模擬和數據化預設

作者:admin來源:中國塑膠網 日期:2012-11-23 13:54:59 人氣: 標簽:

  分析和增加約束驅動進行仿真實驗在ADAMS的仿真過程中做了3個假設:忽略個別運動副的摩擦力;各運動副均為剛性連接,忽略內部間隙;合閘過程從儲能彈簧釋能開始。添加約束關系時要充分考慮實際操作機構中可能存在的約束,遺漏任何一個都會嚴重影響輸出結果的準確性。該仿真模型中共有11個零件(Part),定義的約束有2個固定副(FixedJoint),8個轉動副(RevoluteJoint),19個接觸作用力。上連桿和下連桿之間及上連桿和跳扣之間都采用轉動副連接,轉動副的特點是限制了所連接的2個零件的2個轉動自由度和3個移動自由度,零件間只能沿轉動副的軸線相互轉動。在模型中還要添加2個主力拉伸彈簧、2個觸頭預壓彈簧、2個牽引桿反力彈簧和2個鎖扣反力扭簧。

  在手柄處設置了一個隨手柄移動的操作力,操作力的大小和作用時間與彈簧的參數有關,要得到準確的力值和作用時間,需要進行多次仿真實驗,該隨時間變化的函數本文中用的是Matlab中的二維數組(X軸為時間,Y軸為力值)來示,將該函數曲線導入到ADAMS中作為輸入的操作力。還考慮了自由脫扣過程中施加瞬動脫扣器產生的電磁力、熱元件產生的推動力和動靜觸頭間的電動斥力。為了提高仿真結果的準確度,本文采用了ANSYS軟件對其進行三維有限元分析,最后將分析的結果轉換成中性文件。mnf輸入到ADAMS中作為操作機構動力模型的驅動力。由于動力模型比較復雜,仿真一次計算機所需的時間很長,為了縮短時間,本文在布爾運算時采用了加運算,它可將導入到ADAMS中和運動無關的模型進行組合加運算。

  模型的簡化和參數化設計本文將操作機構模型簡化的目的是對四連桿機構的關鍵尺寸進行參數化設計,為預防該斷路器的拒死扣和滑扣提供參考。而死扣和滑扣現象都是出現在合閘后的自由脫扣過程中,因此,只需建立一個合閘時的簡化模型即可。

  合閘狀態的簡化模型建立簡化模型的前提是保證各零件的質量、質心、慣性矩、接觸位置、相對位置和定位尺寸與實際模型一致。這里將在生產中影響死扣和滑扣的尺寸進行參數化:上連桿兩軸孔的距離DV-1、下連桿兩軸孔的距離DV-2、鎖扣轉軸到搭接點尺寸DV-3、跳扣轉軸到搭接點尺寸DV-4及角度尺寸DV-5。變化各個參數化尺寸,可觀察鎖扣動作解鎖自由脫扣的過程,是否會產生死扣和滑扣的現象以及動作所需的時間。這對該產品的設計、裝配和生產以及分析死扣和滑扣現象產生的原因都有參考意義。

  結語本文基于多體動力學原理的虛擬樣機技術,用三維建模工具Pro/E建立了MCCB操作機構零件的實體模型,然后用專用接口Mech/Pro將裝配模型轉換為ADAMS模型,保證了零件位置間的完全相關性。在施加驅動時,用ANSYS軟件對瞬動脫扣器產生的電磁力、熱元件產生的推動力以及動靜觸頭間的電動斥力進行三維有限元分析,提高了仿真的準確度。對其動力學模型進行分閘、合閘和自由脫扣進行仿真分析,得到機構的動態特性和動觸頭末端點的運動軌跡。對四連桿機構進行簡化,關鍵尺寸進行參數化設計,建立了參數化模型,為預防斷路器的死扣和滑扣提供參考。

  最后,對參數尺寸進行優化,輸出了最優參數結果,使脫扣性能最優。這也為產品的生產、改進和測試實驗提供理論根據和指導性的參數,從而進一步提高該產品的穩定性和可靠性。

  

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