鍛造操作機夾持力分析研究
更新時間：2015-06-06 17:26:00點擊次數：4256次字號：T|T
在現代化工業中，生產過程的機械化、自動化已成為突出主題。鍛造操作機在鍛造工業中的應用能進一步發揮鍛造設備的生產能力，特別是對于大鍛件，用其代替人工操作可減輕勞動強度，改善勞動條件。夾持機構是鍛造操作機執行機構，是決定鍛造操作機的承載能力及工作穩定行、安全性重要部件之一，而夾持機構鉗口與鍛件的接觸狀態又是影響穩定夾持的最主要因素。 我們在了解現有國內外鍛造操機夾持裝置基本結構及其穩定夾持原理的基礎上，將鉗口與鍛件之間的接觸作用等效為摩擦點接觸模型，結合重載夾持接觸的特點，對動態過程中夾持等效接觸點位置進行了搜索，并采用線性約束梯度流的方法實現了鉗口接觸力的優化，比較以往用于計算和分析鍛造操作機夾持機構夾持力和驅動力的方法，同時，建立的鉗口接觸力優化模型對夾持力的計算不局限于某些特殊位置，而是可以適用于鉗口處于任意位置的情況，并且采用的接觸力優化算法計算效率高，特別適于動態夾持過程接觸力的實時優化計算。得到以下結論：
（1）利用力旋量理論，結合力等效原理，建立夾持機構鉗口與鍛件摩擦點接觸力學分析數學模型，利用該模型可計算鉗口處于任意位置時鉗口接觸力及夾持驅動力。
（2）利用穩定夾持力封閉原理，采用拉格朗日乘子法將非線性摩擦錐約束簡化為線性約束優化問題，搜索任意位置所需接觸力及驅動功率最小的接觸點位置以確定接觸點的位置。
（3）對任意確定接觸點位置的接觸力進行優化，利用BUSS等人在機器人靈巧手方面的成果，將非線性摩擦錐約束等價為一對稱矩陣的正定性，進而用線性約束梯度流方法優化接觸力，得到各接觸點的最小接觸力。
（4）利用多體動力學仿真軟件ADAMS對動態工作過程中夾持接觸力特性進行了仿真，并通過與實驗數據的比較分析，驗證了接觸力優化模型的可行性。
（1）利用力旋量理論，結合力等效原理，建立夾持機構鉗口與鍛件摩擦點接觸力學分析數學模型，利用該模型可計算鉗口處于任意位置時鉗口接觸力及夾持驅動力。
（2）利用穩定夾持力封閉原理，采用拉格朗日乘子法將非線性摩擦錐約束簡化為線性約束優化問題，搜索任意位置所需接觸力及驅動功率最小的接觸點位置以確定接觸點的位置。
（3）對任意確定接觸點位置的接觸力進行優化，利用BUSS等人在機器人靈巧手方面的成果，將非線性摩擦錐約束等價為一對稱矩陣的正定性，進而用線性約束梯度流方法優化接觸力，得到各接觸點的最小接觸力。
（4）利用多體動力學仿真軟件ADAMS對動態工作過程中夾持接觸力特性進行了仿真，并通過與實驗數據的比較分析，驗證了接觸力優化模型的可行性。
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