基于虚拟样机的造型振动台振动过程仿真分析

摘要

消失模铸造以独有的工艺、较低的环境污染、较少的人力物力以及高质量的铸件被越来越多的铸造厂家所重视，具有良好的发展优势。消失模铸造在高速发展的同时也遇到一些难以攻克的问题。干砂的振动紧实即是消失模铸造的关键技术，同时也是消失模铸造的难点。而目前铸造工作者对消失模振动台的研究较少，发表的期刊论文和专利也都非常少。因此本课题通过虚拟样机技术对造型振动台的振动特性进行仿真，从振动电机的不同转动组合以及安装位置等方面对振动台进行了研究。
　　本文首先对造型振动台进行了三维模型的建立，包括振动台的结构工作原理，以及参数的计算等，为振动台的仿真打下了良好的基础;其次，简要的介绍了虚拟样机技术，将三维模型导入到虚拟样机软件中进行仿真;再次，对振动电机进行了一系列组合仿真，并且分析了仿真的结果;最后，通过实验对仿真的结果进行了实验验证。
　　仿真的结果表明:底部两个电机同向转动，振动台质心的振动轨迹是长椭圆形;反向转动，振动轨迹在XY平面上近似为直线。单个电机转动，振动轨迹是不规则的长椭圆。若侧面两个电机反向转动，振动轨迹是在XZ面上的直线。侧面两个电机呈90°放置并且反向转动，振动轨迹是螺旋线形。底部两个电机反向转动，同时侧面两个电机反向转动，振动轨迹是两个方向上直线运动的结合。底部两个电机反向转动，同时侧面四个电机反向转动，振动轨迹Y方向上的直线X方向和Z方向上偏移量的合成。底部两个电机反向转动，侧面两个电机呈90°放置并且反向转动，振动轨迹是来回颠簸的形状。根据振动台质心的振动轨迹可以推测砂子在砂箱中的流动，为砂子对于复杂铸件的填充紧实的研究奠定了坚实的基础。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 本课题的研究背景

1．2 消失模铸造的简介

1．2．1 消失模铸造的简介

1．2．2 消失模铸造的特点及关键技术

1．3 消失模铸造干砂振动充填工艺分析

1．3．1 消失模铸造干砂振动充填特点

1．3．2 造型振动台的振动紧实

1．4 基于虚拟样机技术对振动设备的研究现状

1．5 造型振动台研究现状

1．6 本课题的研究意义

1．7 本课题研究内容及方案

1．8 本章小结

第2章 造型振动台的力学模型建立及参数计算

2．1 造型振动台的结构及工作原理

2．1．1 造型振动台的结构

2．1．2 造型振动台的工作原理

2．2 造型振动台力学模型的建立

2．3 造型振动台的参数计算

2．3．1 参加振动的总体质量

2．3．2 偏心距

2．3．3 激振力

2．3．4 造型振动台振幅的计算

2．3．5 机械指数

2．3．6 弹簧刚度

2．3．7 振动台上质体质心计算及振动电机的安装位置的确定

2．3．8 振动电机功率的确定

2．4 本章小结

第3章 造型振动台虚拟样机模型的建立

3．1 造型振动台三维模型的建立

3．1．1 Solid Works简介

3．1．2 造型振动台的结构

3．1．3 造型振动台三维模型的建立

3．2 虚拟样机多体动力学软件

3．2．1 虚拟样机技术介绍

3．2．2 虚拟样机技术的主要特点

3．2．3 虚拟样机技术的应用

3．3 对模型添加约束和驱动

3．3．1 添加约束

3．3．2 添加驱动

3．4 仿真模型的验证

3．5 本章小结

第4章 造型振动台运动仿真分析

4．1 双电机振动台的仿真分析

4．1．1 双电机振动台理论基础

4．1．2 模型的坐标系

4．1．3 双电机振动台的仿真分析

4．2 多电机振动台的仿真分析

4．3 本章小结

第5章 造型振动台对干砂充填的实验验证

5．1 实验方案和过程

5．1．1 实验设备和仪器

5．1．2 实验方案

5．1．3 实验过程

5．2 实验结果及分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢