模块化包装机械的设计仿真与优化研究

摘要

随着科学技术水平的提高，包装机械在包装工业和商品流通领域的作用越来越大，是产品实现机械化、自动化的根本保障。本文在模块化理论的指导下，以后包生产线为例，对该线上典型的包装机械进行模块划分，并利用Pro/E软件对模块进行参数化建模，然后以ANSYS和ADAMS/Control联合仿真对包装机械典型模块进行仿真和优化设计，更好的地提高包装机械的结构性能和工作效率。对于包装机械的发展趋势来讲，希望在设计阶段就能够了解未来产品的静、动态性能，并根据要求对结构进行优化改进，避免产品样机的反复试制、测试及改进过程。本文以模块化理论思想和结构静、动态设计为主要研究路线，寻求结构参数的最佳组合，使产品动、静态特性达到最优化。全文工作及取得的成果如下：
　　 1.分析了包装机械发展的现状以及存在的问题和模块化原理在工业中的应用，结合计算机设计和分析仿真技术，提出模块化原理和设计仿真技术在包装机械应用的基本思想及基本步骤。
　　 2.在对包装机械的结构和功能进行分析的基础上，利用广义模块化设计原理和方法对包装机械进行规划，并以开箱机为例详细介绍其功能的分解及其模块的详细划分，然后对特征建模知识进行总结，在结合柔性模块的建模原则、模型框架以及建模特征等知识的前提下，利用Pro/E软件对包装机各个模块进行建模。
　　 3.基于虚拟样机技术，利用Adams软件对已经划分好的包装机的模块进行仿真分析。在此基础上，找出影响模块性能的关键参数，然后对模块进行参数化仿真，达到模块动态性能最优的目的。
　　 4.基于有限元结构参数化原理，利用ANSYS软件对包装机的机架模块进行动、静态特性分析测试，然后根据分析结果提出相应的改进方案，最后验证了改进方案的可行性和优越性。