大型高速落料机落料过程的建模仿真
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- 大型高速落料机落料过程的建模仿真摘要：本文首先综述了开展数控板料开卷矫平剪切生产线落料机落料过程的建模仿真与结构优化研究的背景和意义，并指出了用有限元方法可为重型机械的控制规范的优化设计提供有力的工具。选取了CAD三维造型软件UG NX4.0和有限元分析软件ANSYS建立了横梁结构的有限元模型，进而对整体横梁结构进行了静、动态特性分析，在此基础上优选出静、动态性能较为优越的矩形横截面结构的横梁。在数控板料开卷矫平剪切生产线落料机的设计阶段，运用有限元理论和模态分析理论，对落料机结构的静、动态性能做出分析预测并运用优化设计方法进行优化，对于新机床工作性能的改善、加工精度的提高、开发周期的缩短和产品竞争力的增强无疑是十分重要的。
关键词：大型数控高速落料机；横梁结构；静态分析；模态分析；拓扑优化
1 引言
随着现代加工制造业的发展，极端制造在国民经济中的战略地位越发重要，针对微纳米技术对零部件的机械加工已经引起了广泛的关注；目前，针对特大型零部件或机械的加工设备和工艺要求正方兴未艾，新一代大型零部件结构设计发生了很大变化。新一代的零部件设计理念催生了新一代的加工设备。落料机属于锻压机械八大类产品中数控板料开卷矫平剪切生产线的关键单机。其工作原理是板料在落料机主驱动辊的驱动下通过从动轮将板料进行送进，然后进行瞬间的落料及堆垛，是钢铁冶金行业必需的落料校正类设备，该单机设计的刚度与强度直接影响板料堆垛质量与可靠性运行。
与传统的落料机相比，其优点在于：一次能够获得尺寸较大的板料，满足现代工业生产中大型工件的坯料加工，能提高大型工件的质量和材料利用率；并能大幅度地提高了大型工件的力学性能和可靠性[2]。针对上述大型工件加工工艺开发的内在迫切需求，开发大型落料机（跨度超过16m）十分必要，该设备可应用于钢铁冶金、汽车、造船等行业大型板材的加工配送，因此，该型设备的产业化对于我国现代加工制造业的又好又快发展具有重要意义[3]。
随着现代工业和科学技术的发展，机床产品也日益向着高速、高效、高精度和自动化方向发展，良好的结构动态性能要求己经成为产品开发设计中的重要优化指标之一[4-7]。以有限元方法和模态分析理论为支撑的现代设计方法，己经成为现代机床设计发展的必然趋势。本论文的课题来自山东宏康机械制造有限公司大型高速落料机的研究与开发项目。针对项目研发的新型落料机的重要核心结构件—横梁，采用有限元分析方法，对其进行动静态性能研究，进而做出结构优化，从而为同类机床的设计提供理论依据提出一条优化机床结构的路径。
2有限元建模仿真...
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