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    【塑料机械】塑料新构架器械作业整合体的情态模拟和数据化预设

      来源:互联网  发布时间:06-20

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    核心提示:  分析和增加约束驱动进行仿真实验在ADAMS的仿真过程中做了3个假设:忽略个别运动副的摩擦力;各运动副均为刚性连接,忽略内部

      分析和增加约束驱动进行仿真实验在ADAMS的仿真过程中做了3个假设:忽略个别运动副的摩擦力;各运动副均为刚性连接,忽略内部间隙;合闸过程从储能弹簧释能开始。添加约束关系时要充分考虑实际操作机构中可能存在的约束,遗漏任何一个都会严重影响输出结果的准确性。该仿真模型中共有11个零件(Part),定义的约束有2个固定副(FixedJoint),8个转动副(RevoluteJoint),19个接触作用力。上连杆和下连杆之间及上连杆和跳扣之间都采用转动副连接,转动副的特点是限制了所连接的2个零件的2个转动自由度和3个移动自由度,零件间只能沿转动副的轴线相互转动。在模型中还要添加2个主力拉伸弹簧、2个触头预压弹簧、2个牵引杆反力弹簧和2个锁扣反力扭簧。

      在手柄处设置了一个随手柄移动的操作力,操作力的大小和作用时间与弹簧的参数有关,要得到准确的力值和作用时间,需要进行多次仿真实验,该随时间变化的函数本文中用的是Matlab中的二维数组(X轴为时间,Y轴为力值)来示,将该函数曲线导入到ADAMS中作为输入的操作力。还考虑了自由脱扣过程中施加瞬动脱扣器产生的电磁力、热元件产生的推动力和动静触头间的电动斥力。为了提高仿真结果的准确度,本文采用了ANSYS软件对其进行三维有限元分析,最后将分析的结果转换成中性文件。mnf输入到ADAMS中作为操作机构动力模型的驱动力。由于动力模型比较复杂,仿真一次计算机所需的时间很长,为了缩短时间,本文在布尔运算时采用了加运算,它可将导入到ADAMS中和运动无关的模型进行组合加运算。

      模型的简化和参数化设计本文将操作机构模型简化的目的是对四连杆机构的关键尺寸进行参数化设计,为预防该断路器的拒死扣和滑扣提供参考。而死扣和滑扣现象都是出现在合闸后的自由脱扣过程中,因此,只需建立一个合闸时的简化模型即可。

      合闸状态的简化模型建立简化模型的前提是保证各零件的质量、质心、惯性矩、接触位置、相对位置和定位尺寸与实际模型一致。这里将在生产中影响死扣和滑扣的尺寸进行参数化:上连杆两轴孔的距离DV-1、下连杆两轴孔的距离DV-2、锁扣转轴到搭接点尺寸DV-3、跳扣转轴到搭接点尺寸DV-4及角度尺寸DV-5。变化各个参数化尺寸,可观察锁扣动作解锁自由脱扣的过程,是否会产生死扣和滑扣的现象以及动作所需的时间。这对该产品的设计、装配和生产以及分析死扣和滑扣现象产生的原因都有参考意义。

      结语本文基于多体动力学原理的虚拟样机技术,用三维建模工具Pro/E建立了MCCB操作机构零件的实体模型,然后用专用接口Mech/Pro将装配模型转换为ADAMS模型,保证了零件位置间的完全相关性。在施加驱动时,用ANSYS软件对瞬动脱扣器产生的电磁力、热元件产生的推动力以及动静触头间的电动斥力进行三维有限元分析,提高了仿真的准确度。对其动力学模型进行分闸、合闸和自由脱扣进行仿真分析,得到机构的动态特性和动触头末端点的运动轨迹。对四连杆机构进行简化,关键尺寸进行参数化设计,建立了参数化模型,为预防断路器的死扣和滑扣提供参考。

      最后,对参数尺寸进行优化,输出了最优参数结果,使脱扣性能最优。这也为产品的生产、改进和测试实验提供理论根据和指导性的参数,从而进一步提高该产品的稳定性和可靠性。

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