20kg铝锭翻转机构虚拟仿真及动力学分析

摘要

20kg铝锭自动化生产线是专门用于生产重熔铝锭自动化生产线。铝锭翻转机构是铝锭连续铸造机组重要装备，其工作目的是按照铝锭码垛堆垛要求实现铝锭自动翻转。铝锭在翻转机上翻转时，主要存在铝锭夹紧不可靠、出现掉锭、卡锭等问题。本文在企业需求和对研究现状存在问题进行分析的基础上，应用虚拟现实技术对铝锭翻转机构进行研究，主要研究内容如下:
　　(1)本课题以20kg电解铝生产线的翻转机构为研究对象，把虚拟装配技术应用到电解铝锭翻转机构的设计中;
　　(2)使用Pro/E5.0软件建立翻转机构零、部件子元素模型以及建立翻转机构的虚拟样机模型;
　　(3)使用从总体到部分的树状结构明确表达翻转机构装配模型，对翻转机构进行装配顺序规划，建立翻转机构的装配顺序规划信息表;
　　(4)对翻转机构装配仿真的内容与意义进行了阐述，对翻转机构装配过程进行了动态演示，并对虚拟样机进行了运动仿真及动态碰撞干涉检验，对虚拟样机发生碰撞干涉的部位进行了修正，检验无误后对修真好的虚拟样机进行了保存并制作了翻转机构虚拟样机运动仿真视频文件。
　　(5)针对铝锭连铸机组的重要装配铝锭翻转机构存在夹紧不可靠导致掉锭、卡锭现象，对铝锭翻转机构铝锭夹紧过程进行了运动学分析和动力学分析。建立翻转机构工作可靠性与铝锭在进入翻转机时的位姿之间的关系，给出铝锭进入的约束条件;
　　(6)以动力学分析得出的理论分析数据为依据，用虚拟样机代替实体样机，运用动力学仿真分析软件ADAMS软件，将虚拟样机模型导入到ADAMS软件中，对翻转机构在投入使用后的各种工况进行仿真，对理论分析数据进行验证。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 虚拟装配技术概述

1．2．1 虚拟装配技术的产生

1．2．2 虚拟装配技术的概念与意义

1．2．3 虚拟装配技术的研究现状

1．3 课题的来源及研究意义

1．3．1 课题的来源

1．3．2 翻转机构的结构和功能简介

1．3．3 课题的研究内容与意义

1．4 本章小结

第2章 翻转机构的装配建模

2．1 引言

2．2 基于装配特征的建模技术

2．3 装配建模Pro/E软件简介

2．4 翻转机构的装配建模

2．4．1 机构零件的实体建模

2．4．2 翻转机构的装配体建模

2．4．3 翻转机构模型的层次性划分

2．5 本章小结

第3章 翻转机构的装配顺序规划

3．1 引言

3．2 装配顺序规划的国内外研究状况

3．3 翻转机构的装配顺序规划的内容与意义

3．4 翻转机构试拆卸过程仿真

3．5 本章小结

第4章 翻转机构装配仿真及碰撞干涉检验

4．1 引言

4．2 虚拟装配仿真

4．2．1 虚拟装配仿真目的

4．2．2 装配仿真的概念与意义

4．2．3、装配仿真的国内外研究状况

4．3 翻转机构模型的装配仿真的内容与意义

4．3．1 翻转机构模型的静态装配性分析

4．3．2、翻转机构的装配模型的生成

4．4 翻转机构模型的动态仿真

4．5 翻转机构模型的碰撞干涉分析

4．5．1 碰撞干涉研究状况

4．5．2 翻转机构模型的碰撞干涉分析

4．6 本章小结

第5章 铝锭夹紧过程动力学分析及建模

5．1 引言

5．2 铝锭翻转机构工作原理

5．3 铝锭夹紧过程的运动学分析

5．4 铝锭夹紧过程的动力学分析

5．4．1 铝锭质心位于中轴情况分析

5．4．2、铝锭质心偏移中轴分析

5．5 本章小结

第6章 铝锭夹紧过程动力学仿真

6．1 引言

6．2 ADAMS软件概述

6．3 铝锭夹紧过程仿真

6．3．1 铝锭夹紧过程仿真的目的及意义

6．3．2 虚拟样机建模

6．3．3 虚拟仿真实验

6．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文