基于ADAMS的連鑄板坯擺式飛剪剛?cè)狁詈戏抡娣治?/h1>
2015-11-05 00:31:48張文強(qiáng)羅會(huì)信肖述池
武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2015年4期
張文強(qiáng)，羅會(huì)信，黨 章，肖 騰，肖述池
（武漢科技大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院，湖北 武漢，430081）
連鑄板坯擺式飛剪是現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)線的重要設(shè)備之一，其主要功能是對(duì)鑄坯進(jìn)行切頭切尾以及將鑄坯剪切成要求的定尺長(zhǎng)度。在剪切時(shí)，擺剪的剪刃與鑄坯之間要有較高的速度同步精度。傳統(tǒng)研究［1－2］中，往往把擺剪作為多體剛性系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析，更側(cè)重于理論層面，且研究工作多數(shù)以擺剪的動(dòng)作控制分析為主。但是，把擺剪作為柔性體［3－4］來(lái)處理更符合實(shí)際情況，可以提高模擬精度以保證計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。為此，本文以某鋼廠連鑄板坯生產(chǎn)線擺剪為原型，運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS，建立以擺剪曲軸為柔性體的剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)，對(duì)其進(jìn)行剛?cè)狁詈戏治?，以期為飛剪產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供參考。
1 擺剪的結(jié)構(gòu)和工作原理
該鋼廠擺剪主要由上剪刃、下剪刃、擺動(dòng)框架和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。偏心軸的上剪刃曲軸和框架曲軸的夾角為180°。以擺剪傳動(dòng)主軸為中心點(diǎn)，上剪刃曲軸偏心距為70 mm，下剪刃曲軸即框架曲軸的偏心距為90mm，如圖2所示。
在剪切板坯時(shí)，上剪刃在擺動(dòng)框架的滑道內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)，下剪刃隨擺動(dòng)框架向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擺動(dòng)油缸帶動(dòng)擺動(dòng)框架沿鑄坯方向運(yùn)動(dòng)，并與板坯速度保持同步，當(dāng)上下剪刃與板坯接觸并作上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)板坯的剪切［5－6］。
圖1 擺剪結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of the pendulum flying shear
圖2 擺剪偏心軸示意圖Fig.2 Schematic diagram of the crankshaft
2 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/h2>2.1 多剛體模型的建立
采用Solidworks建立擺剪零件的幾何模型，將模型文件（.x＿t格式）導(dǎo)入ADAMS中，添加運(yùn)動(dòng)副和約束，建立擺剪的多剛體幾何模型，如圖3所示。
圖3 擺剪的多剛體模型Fig.3 Multiple－rigid－body model of the pendulum flying shear
2.2 剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/h3>
2.2.1 曲軸柔性體模型的建立
在HyperMesh中對(duì)曲軸進(jìn)行建模及單元?jiǎng)澐郑采?8432個(gè)六面體單元，單元類(lèi)型為Solid45，網(wǎng)格圖如圖4所示。其中，曲軸與擺剪其他構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的部件需要采用剛性連接處理，剛性連接區(qū)域定義了各鉸點(diǎn)與相關(guān)節(jié)點(diǎn)間的力與位移的關(guān)系，以便在ADAMS中完成剛?cè)崽鎿Q后實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與力的傳遞，關(guān)系式如下：
圖4 曲軸的網(wǎng)格圖Fig.4 Crankshaft grid
式中：Ui為剛性連接點(diǎn)的總位移；kj為j節(jié)點(diǎn)對(duì)總位移的影響系數(shù)，此系數(shù)與節(jié)點(diǎn)和剛性連接點(diǎn)的距離和角度相關(guān)；i為3個(gè)坐標(biāo)方向；j為剛性區(qū)域從動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)；Uji為j節(jié)點(diǎn)在i方向的位移；Fij為j節(jié)點(diǎn)在i方向的受力；lj為j節(jié)點(diǎn)對(duì)剛性連接點(diǎn)受力的影響系數(shù)，此系數(shù)與節(jié)點(diǎn)和剛性連接點(diǎn)的距離和角度相關(guān)；Fi為剛性區(qū)域在i方向的受力。
曲軸材料屬性如表1所示。將模型導(dǎo)入Abaqus中計(jì)算得到模態(tài)中性文件（MNF文件），將此文件導(dǎo)入ADAMS中就可生成相應(yīng)的曲軸柔性體模型。
表1 曲軸材料參數(shù)Table1 Material paramaters of the crankshaft
2.2.2 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/p>
在ADAMS仿真中，為了讓剪切力更真實(shí)地傳遞，同時(shí)為了便于在ADAMS中添加載荷和約束，在HyperMesh中對(duì)直接受力部件（上、下刀刃）也進(jìn)行離散化處理，并建立相應(yīng)的剛性耦合單元，定義材料屬性后分別導(dǎo)入Abaqus中計(jì)算得到相應(yīng)MNF文件。將MNF文件通過(guò)RIGID TO FLEX方法導(dǎo)入ADAMS中，完成剛性體的柔性替換，參照文獻(xiàn)［7］方法得到擺剪的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真模型，如圖5所示。
圖5 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ虵ig.5 Rigid－flexible coupling model of the pendulum flying shear
3 添加驅(qū)動(dòng)與載荷
3.1 曲軸及擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)的添加
鋼廠擺剪主要參數(shù)如表2所示。
在生產(chǎn)過(guò)程中，擺架的速度不僅要適應(yīng)澆鑄拉速，同時(shí)也要與曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度相匹配，才能保證擺剪設(shè)備正常作業(yè)。在ADAMS中運(yùn)用STEP函數(shù)來(lái)模擬曲軸驅(qū)動(dòng)與擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，其中，曲軸驅(qū)動(dòng)函數(shù)為
表2 擺剪主要參數(shù)Table2 Main paramaters of the pendulum flying shear
3.2 載荷的添加
本仿真忽略各部件之間的摩擦因素，取擺剪最大設(shè)計(jì)剪切力12400kN為系統(tǒng)負(fù)載來(lái)考察曲軸的變形與受力狀況。根據(jù)實(shí)測(cè)的人字形剪刃剪切鋼板時(shí)的剪切力變化規(guī)律［8］，用STEP函數(shù)近似替代真實(shí)受力變化，并將剪切力施加在上、下剪刃上面的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上（在HyperMesh中設(shè)定的點(diǎn)集合），方向?yàn)榇怪变摪灞砻?，STEP函數(shù)具體設(shè)置如下：
上剪刃添加載荷函數(shù)
剪切90mm厚鋼板時(shí)，上、下剪刃均接觸到板坯的時(shí)刻為2.05s，故從2.05s開(kāi)始加載，剪切力在2.35s時(shí)達(dá)到最大值12400kN，2.5s時(shí)板坯斷裂，剪切阻力迅速消減為零，故仿真中擺剪的剪切時(shí)刻為2.05～2.5s。
4 仿真結(jié)果與分析
4.1 仿真可靠性驗(yàn)證
該鋼廠連鑄板坯擺剪正常工作時(shí)曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩的實(shí)測(cè)值和仿真計(jì)算結(jié)果分別如圖6和圖7所示。對(duì)比圖6與圖7可以看出，曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩的實(shí)測(cè)曲線和仿真曲線相似，扭矩均在剪切時(shí)刻達(dá)到峰值，扭矩峰值也在同一數(shù)量級(jí)上，實(shí)測(cè)及仿真計(jì)算所得扭矩峰值分別為5×108N·mm和7.57×108N·mm。雖然曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩峰值的仿真值較實(shí)測(cè)值大了51.4%，但因?yàn)榉抡鏁r(shí)負(fù)載采用的是最大設(shè)計(jì)剪切力值，而實(shí)際生產(chǎn)中剪切力一般不會(huì)達(dá)到最大設(shè)計(jì)值，由此可以認(rèn)為本次仿真的結(jié)果具有可靠性。
圖6 曲軸驅(qū)動(dòng)扭矩的實(shí)測(cè)值Fig.6 Torque of the crankshaft from field measurement
圖7 曲軸驅(qū)動(dòng)扭矩的仿真值Fig.7 Torque of the crankshaft from ADAMS simulation
4.2 曲軸上各連接處受力狀況
剪切過(guò)程中曲軸上各連接處的約束力狀況仿真結(jié)果如圖8所示。由圖8可以看出，曲軸上各連接處約束反力在剪切時(shí)刻（2.05～2.5s）隨著剪切力的突然變化而增大，最大值達(dá)到6.8×106N，然后迅速衰減，表明擺剪系統(tǒng)危險(xiǎn)時(shí)刻為其剪切力最大時(shí)刻。
圖8 曲軸上各連接處受力圖Fig.8 Force curves of each connection on the crankshaft
4.3 曲軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力分布結(jié)果
曲軸在剪切力最大時(shí)刻的等效應(yīng)力分布圖如圖9所示。由圖9中可見(jiàn)，應(yīng)力較大區(qū)域位于上剪刃曲軸與下剪刃曲軸之間，最大等效應(yīng)力值為100.4MPa。應(yīng)力最大節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力時(shí)間歷程曲線如圖10所示，該節(jié)點(diǎn)主要承受剪切應(yīng)力，在Hot plot table中查看Max Shear Stress可知，曲軸切應(yīng)力最大值為66.4MPa。由旋轉(zhuǎn)彎曲載荷作用下材料疲勞極限的經(jīng)驗(yàn)公式［9］可得曲軸的疲勞極限為415MPa。根據(jù)第三強(qiáng)度理論，曲軸最大切應(yīng)力遠(yuǎn)小于曲軸疲勞極限，在許用范圍以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。
圖9 某時(shí)刻曲軸等效應(yīng)力分布圖Fig.9 Von Mises stress of the crankshaft at a certain time
圖10 應(yīng)力最大節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力時(shí)間歷程曲線Fig.10 Von Mises stress－time history curve of the node having maximum stress
4.4 曲軸的變形分析
圖11 曲軸軸承座中心線上各點(diǎn)位移圖Fig.11 Deformation curve of nodes on the center line of the bearing seat of the crankshaft
曲軸沿軸向的變形如圖11所示。從圖11中可以看出，最大變形出現(xiàn)在曲軸軸承座中心線上距輸入端2.2m的位置，最大變形量為0.78 mm，變形量較小，在正常情況下不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)剪切故障。
5 結(jié)語(yǔ)
本文聯(lián)合運(yùn)用Abaqus與ADAMS對(duì)連鑄板坯擺式飛剪進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析，得到了擺剪在剪切板坯過(guò)程中曲軸的受力及變形情況，通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性，可為擺剪的設(shè)計(jì)改造提供依據(jù)。仿真結(jié)果顯示曲軸強(qiáng)度在許用范圍內(nèi)，曲軸的最大變形為0.78mm，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，并且可以排除擺剪常見(jiàn)故障如因曲軸變形過(guò)大引起頂剪、上下刀架滑道銅板過(guò)度過(guò)快磨損等。本次仿真成功運(yùn)用剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)技術(shù)，將有限元與多體動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，為復(fù)雜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析及改造提供了一種方法，通過(guò)在ADAMS樣機(jī)中改變機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)狀況，可以提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。
［1］唐慶遠(yuǎn)，李慧劍.Z021－1擺式飛剪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)彈性動(dòng)力分析［J］.振動(dòng)與沖擊，1990，9（1）：65－71.
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連鑄板坯擺式飛剪是現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)線的重要設(shè)備之一，其主要功能是對(duì)鑄坯進(jìn)行切頭切尾以及將鑄坯剪切成要求的定尺長(zhǎng)度。在剪切時(shí)，擺剪的剪刃與鑄坯之間要有較高的速度同步精度。傳統(tǒng)研究［1－2］中，往往把擺剪作為多體剛性系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行分析，更側(cè)重于理論層面，且研究工作多數(shù)以擺剪的動(dòng)作控制分析為主。但是，把擺剪作為柔性體［3－4］來(lái)處理更符合實(shí)際情況，可以提高模擬精度以保證計(jì)算結(jié)果更為準(zhǔn)確。為此，本文以某鋼廠連鑄板坯生產(chǎn)線擺剪為原型，運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS，建立以擺剪曲軸為柔性體的剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)，對(duì)其進(jìn)行剛?cè)狁詈戏治?，以期為飛剪產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供參考。
1 擺剪的結(jié)構(gòu)和工作原理
該鋼廠擺剪主要由上剪刃、下剪刃、擺動(dòng)框架和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。偏心軸的上剪刃曲軸和框架曲軸的夾角為180°。以擺剪傳動(dòng)主軸為中心點(diǎn)，上剪刃曲軸偏心距為70 mm，下剪刃曲軸即框架曲軸的偏心距為90mm，如圖2所示。
在剪切板坯時(shí)，上剪刃在擺動(dòng)框架的滑道內(nèi)向下運(yùn)動(dòng)，下剪刃隨擺動(dòng)框架向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)擺動(dòng)油缸帶動(dòng)擺動(dòng)框架沿鑄坯方向運(yùn)動(dòng)，并與板坯速度保持同步，當(dāng)上下剪刃與板坯接觸并作上下相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)板坯的剪切［5－6］。
圖1 擺剪結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Structure of the pendulum flying shear
圖2 擺剪偏心軸示意圖Fig.2 Schematic diagram of the crankshaft
2 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/h2>2.1 多剛體模型的建立
采用Solidworks建立擺剪零件的幾何模型，將模型文件（.x＿t格式）導(dǎo)入ADAMS中，添加運(yùn)動(dòng)副和約束，建立擺剪的多剛體幾何模型，如圖3所示。
圖3 擺剪的多剛體模型Fig.3 Multiple－rigid－body model of the pendulum flying shear
2.2 剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/h3>
2.2.1 曲軸柔性體模型的建立
在HyperMesh中對(duì)曲軸進(jìn)行建模及單元?jiǎng)澐郑采?8432個(gè)六面體單元，單元類(lèi)型為Solid45，網(wǎng)格圖如圖4所示。其中，曲軸與擺剪其他構(gòu)件相關(guān)聯(lián)的部件需要采用剛性連接處理，剛性連接區(qū)域定義了各鉸點(diǎn)與相關(guān)節(jié)點(diǎn)間的力與位移的關(guān)系，以便在ADAMS中完成剛?cè)崽鎿Q后實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)與力的傳遞，關(guān)系式如下：
圖4 曲軸的網(wǎng)格圖Fig.4 Crankshaft grid
式中：Ui為剛性連接點(diǎn)的總位移；kj為j節(jié)點(diǎn)對(duì)總位移的影響系數(shù)，此系數(shù)與節(jié)點(diǎn)和剛性連接點(diǎn)的距離和角度相關(guān)；i為3個(gè)坐標(biāo)方向；j為剛性區(qū)域從動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)；Uji為j節(jié)點(diǎn)在i方向的位移；Fij為j節(jié)點(diǎn)在i方向的受力；lj為j節(jié)點(diǎn)對(duì)剛性連接點(diǎn)受力的影響系數(shù)，此系數(shù)與節(jié)點(diǎn)和剛性連接點(diǎn)的距離和角度相關(guān)；Fi為剛性區(qū)域在i方向的受力。
曲軸材料屬性如表1所示。將模型導(dǎo)入Abaqus中計(jì)算得到模態(tài)中性文件（MNF文件），將此文件導(dǎo)入ADAMS中就可生成相應(yīng)的曲軸柔性體模型。
表1 曲軸材料參數(shù)Table1 Material paramaters of the crankshaft
2.2.2 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?/p>
在ADAMS仿真中，為了讓剪切力更真實(shí)地傳遞，同時(shí)為了便于在ADAMS中添加載荷和約束，在HyperMesh中對(duì)直接受力部件（上、下刀刃）也進(jìn)行離散化處理，并建立相應(yīng)的剛性耦合單元，定義材料屬性后分別導(dǎo)入Abaqus中計(jì)算得到相應(yīng)MNF文件。將MNF文件通過(guò)RIGID TO FLEX方法導(dǎo)入ADAMS中，完成剛性體的柔性替換，參照文獻(xiàn)［7］方法得到擺剪的剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真模型，如圖5所示。
圖5 擺剪剛?cè)狁詈夏Ｐ虵ig.5 Rigid－flexible coupling model of the pendulum flying shear
3 添加驅(qū)動(dòng)與載荷
3.1 曲軸及擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)的添加
鋼廠擺剪主要參數(shù)如表2所示。
在生產(chǎn)過(guò)程中，擺架的速度不僅要適應(yīng)澆鑄拉速，同時(shí)也要與曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度相匹配，才能保證擺剪設(shè)備正常作業(yè)。在ADAMS中運(yùn)用STEP函數(shù)來(lái)模擬曲軸驅(qū)動(dòng)與擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，其中，曲軸驅(qū)動(dòng)函數(shù)為
表2 擺剪主要參數(shù)Table2 Main paramaters of the pendulum flying shear
3.2 載荷的添加
本仿真忽略各部件之間的摩擦因素，取擺剪最大設(shè)計(jì)剪切力12400kN為系統(tǒng)負(fù)載來(lái)考察曲軸的變形與受力狀況。根據(jù)實(shí)測(cè)的人字形剪刃剪切鋼板時(shí)的剪切力變化規(guī)律［8］，用STEP函數(shù)近似替代真實(shí)受力變化，并將剪切力施加在上、下剪刃上面的相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上（在HyperMesh中設(shè)定的點(diǎn)集合），方向?yàn)榇怪变摪灞砻?，STEP函數(shù)具體設(shè)置如下：
上剪刃添加載荷函數(shù)
剪切90mm厚鋼板時(shí)，上、下剪刃均接觸到板坯的時(shí)刻為2.05s，故從2.05s開(kāi)始加載，剪切力在2.35s時(shí)達(dá)到最大值12400kN，2.5s時(shí)板坯斷裂，剪切阻力迅速消減為零，故仿真中擺剪的剪切時(shí)刻為2.05～2.5s。
4 仿真結(jié)果與分析
4.1 仿真可靠性驗(yàn)證
該鋼廠連鑄板坯擺剪正常工作時(shí)曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩的實(shí)測(cè)值和仿真計(jì)算結(jié)果分別如圖6和圖7所示。對(duì)比圖6與圖7可以看出，曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩的實(shí)測(cè)曲線和仿真曲線相似，扭矩均在剪切時(shí)刻達(dá)到峰值，扭矩峰值也在同一數(shù)量級(jí)上，實(shí)測(cè)及仿真計(jì)算所得扭矩峰值分別為5×108N·mm和7.57×108N·mm。雖然曲軸傳動(dòng)側(cè)扭矩峰值的仿真值較實(shí)測(cè)值大了51.4%，但因?yàn)榉抡鏁r(shí)負(fù)載采用的是最大設(shè)計(jì)剪切力值，而實(shí)際生產(chǎn)中剪切力一般不會(huì)達(dá)到最大設(shè)計(jì)值，由此可以認(rèn)為本次仿真的結(jié)果具有可靠性。
圖6 曲軸驅(qū)動(dòng)扭矩的實(shí)測(cè)值Fig.6 Torque of the crankshaft from field measurement
圖7 曲軸驅(qū)動(dòng)扭矩的仿真值Fig.7 Torque of the crankshaft from ADAMS simulation
4.2 曲軸上各連接處受力狀況
剪切過(guò)程中曲軸上各連接處的約束力狀況仿真結(jié)果如圖8所示。由圖8可以看出，曲軸上各連接處約束反力在剪切時(shí)刻（2.05～2.5s）隨著剪切力的突然變化而增大，最大值達(dá)到6.8×106N，然后迅速衰減，表明擺剪系統(tǒng)危險(xiǎn)時(shí)刻為其剪切力最大時(shí)刻。
圖8 曲軸上各連接處受力圖Fig.8 Force curves of each connection on the crankshaft
4.3 曲軸的動(dòng)態(tài)應(yīng)力分布結(jié)果
曲軸在剪切力最大時(shí)刻的等效應(yīng)力分布圖如圖9所示。由圖9中可見(jiàn)，應(yīng)力較大區(qū)域位于上剪刃曲軸與下剪刃曲軸之間，最大等效應(yīng)力值為100.4MPa。應(yīng)力最大節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力時(shí)間歷程曲線如圖10所示，該節(jié)點(diǎn)主要承受剪切應(yīng)力，在Hot plot table中查看Max Shear Stress可知，曲軸切應(yīng)力最大值為66.4MPa。由旋轉(zhuǎn)彎曲載荷作用下材料疲勞極限的經(jīng)驗(yàn)公式［9］可得曲軸的疲勞極限為415MPa。根據(jù)第三強(qiáng)度理論，曲軸最大切應(yīng)力遠(yuǎn)小于曲軸疲勞極限，在許用范圍以?xún)?nèi)，滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。
圖9 某時(shí)刻曲軸等效應(yīng)力分布圖Fig.9 Von Mises stress of the crankshaft at a certain time
圖10 應(yīng)力最大節(jié)點(diǎn)的等效應(yīng)力時(shí)間歷程曲線Fig.10 Von Mises stress－time history curve of the node having maximum stress
4.4 曲軸的變形分析
圖11 曲軸軸承座中心線上各點(diǎn)位移圖Fig.11 Deformation curve of nodes on the center line of the bearing seat of the crankshaft
曲軸沿軸向的變形如圖11所示。從圖11中可以看出，最大變形出現(xiàn)在曲軸軸承座中心線上距輸入端2.2m的位置，最大變形量為0.78 mm，變形量較小，在正常情況下不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)剪切故障。
5 結(jié)語(yǔ)
本文聯(lián)合運(yùn)用Abaqus與ADAMS對(duì)連鑄板坯擺式飛剪進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)仿真分析，得到了擺剪在剪切板坯過(guò)程中曲軸的受力及變形情況，通過(guò)與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了仿真結(jié)果的可靠性，可為擺剪的設(shè)計(jì)改造提供依據(jù)。仿真結(jié)果顯示曲軸強(qiáng)度在許用范圍內(nèi)，曲軸的最大變形為0.78mm，滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，并且可以排除擺剪常見(jiàn)故障如因曲軸變形過(guò)大引起頂剪、上下刀架滑道銅板過(guò)度過(guò)快磨損等。本次仿真成功運(yùn)用剛?cè)狁詈咸摂M樣機(jī)技術(shù)，將有限元與多體動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，為復(fù)雜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析及改造提供了一種方法，通過(guò)在ADAMS樣機(jī)中改變機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)狀況，可以提高工作效率，降低生產(chǎn)成本。
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