基于Solidworks和Adams的翻料机冲击研究

    0 引言

    设备抗冲击包括设备本身的抗冲击性能和冲击隔离技术两个方面。国内外绝大部分文献都是关于设备振动隔离器的研究，设备本身抗冲击性能相关的研究基本上是关于静态结构的应力应变分析，而动力设备的仿真和试验研究几乎没有。

    随着计算机技术的发展，仿真技术在翻料机抗冲击强度的计算方面发挥的作用越来越大，著名的虚拟样机技术——ADAMS机械动力学仿真软件，在静力学、运动学和动力学上有着很强的分析能力，对冲击、碰撞过程具有一定的捕捉分析能力，可以配合试验获得一些仅靠试验不能得到的实用性强的技术数据。翻料机主要用于大、中型模具的翻转，港口钢卷的翻转，热处理大中型工件的翻转等，以降低操作人员的劳动强度，避免意外危险损坏工件和危及操作人员的人身安全。

    1 翻料机冲击强度模型系统的建立

    利用Soildworks软件对半自动液住式翻料机进行精确的三维实体模型绘制。为了能完整地表征翻料机的动力学特性，首先将装配图另存为“*.part”零件格式，通过Soildworks自带“合并”命令将两两位置不变的构件定义成一个刚体，并去掉不必要的机构，如，将支架、前臂台并，去掉电控箱、电液泵和连接线路等，这样翻料机就简化为7个刚体。

    翻料机落料口的柔性体模型即是在仿真分析过程中将落料口视为弹性变形体，要在多体动力学分析中建立落料口的柔性体，必须先对落料口进行有限元分析。利用有限元软件进行10节点四面体单元网格划分，共8882个单元，18266个节点，得到其各阶振型和固有频率，如图1-图4所示。

    图1 落料口一阶振型(频率11.27Hz)

    图2 落料口二阶振型(频率92.17Hz)

    图3 落料口三阶振型(频率102.77Hz)

    图4 落料口四阶振型(频率146.47Hz)

落料口需要予以重视的振动固有频率都比较低，300Hz以内的振型可以比较全面地描述落料口的动态特性。

    由于ADAMS的核心文件格式是Para soild格式，所以把在生成的翻料机模型转换成Para soild格式就可以了，将模型文件导入纠ADAMS软件中，底座视为刚体固定在地面上，各部件之间以运动副联接。然后用在ANSYS中生成的柔性落料口(即模态中性文件)代替刚性落料口，方法是把柔性落料口移动到刚性落料口的位置，再将连接关系进行修改。