剪板机机架有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义

剪板机属于锻压机械中的一种，主要作用是剪切板材，被广泛应用于轻工、航空、船舶、冶金以及钢结构建筑等行业。随着中国工业化的进程，剪板机被大量使用。若采用传统常规的设计方法，无法计算出剪板机应力集中点的应力情况，无法了解其整体受力分布。目前我国剪板机的设计仍然以依靠传统经验为主,而较保守的经验数据通常会导致产品材料的浪费。随着CAD/CAM/CAE技术的日益普及和应用，有限元分析等现代结构分析方法已为工程设计人员广为认识和采用，已在航空、航海、土建、机械等领域获得广泛应用，并取得了显著的技术经济效益，为结构设计提供一套快速的低成本的分析、验证方法。通过有限元分析为剪板机的设计提供一种新的验证方法，缩短设计周期，降低设计成本，提供改进理论依据。

2. 国内外研究现状分析

从60年代到70年代，国外剪板机在加工板材厚度与每分钟行程次数反面均无很大改变，但在其设备结构的性能方面，有了很大发展。近年来，国外在锻压技术方面有着极大的发展，锻压机械逐渐开始向CNC,DNC以及柔性自动化方向延伸。剪板机制造技术的发展不仅方便了生产，而且节约了劳动力，降低了成本。前苏联学者诺莎里提出了一种基于斜刃剪板机的剪切力计算公式，并且一直沿用至今。国外学者RamamurtiV;SasikiranS.以及KumarP.V.等详细研究了剪板机机架的刚度，强度以及动态特性，同时对刀架板厚度进行了优化。有限元法早在上个世纪40年代已有人提出，但当时因受计算工具限制而搁置，指导50年代中期，高速电子计算机的出现为有限元的法的应用提供了重要的物质条件，有限元法得以迅速发展。有限元法进行机械的结构分析方面的技术在国外使用的相对比较成熟，而且国外十分重视利用有限元法对机械结构进行辅助设计，并取得了大量研究成果。美国斯坦福大学的P.VinodKumar,S.Sasikiran等人用有限元的方法对剪板机进行了动力学的分析，对其刚度，强度，振动特性以及安全性进行了研究，减少了自重，同时提高了剪板机的性能。美国麻省理工学院的HarishRajaram,MahadevanBalasubramaniam等人利用有限元软件比较分析了两种不同类型的剪板机，得到两者机架的刚度及强度值，并指出其中质量较佳者。

国内剪板机始于上世纪50年代，国人开始测绘，仿制国外的剪板机，为发展我国剪板机工业奠定了基础。60年代早期，国内剪板机行业渐渐转向自主研发阶段随着设计制造水平的不断提高，开始对一些老产品进行改造，并且研制了一批新产品，逐渐发展出各式功能与规格的剪板机，提高了国内剪板机的使用性能。近段时期国内数控技术有着快速的发展，并且开始普遍应用到机械行业。在板材加工领域，我国已逐渐进入国际先进行列。同济大学王耀运用CAD软件Solidworks与CAE软件COSMOS，对液压摆式剪板机的机架进行了分析计算，得到了机架的变形趋势并对其做了一定的结构优化，对液压摆式剪板机的设计有一定参考意义。中南大学田强等人对在强度分析的基础上对联合冲剪机床床身的结构做了优化设计，并以ANSYS软件的二次开发技术为基础，开发了一套专用于Q35Y系列液压联合冲剪机床的有限元强度分析软件。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：剪板机机架有限元分析

时间安排：

第一、二周：开题报告；

4. 研究创新点

通过solidworks，ansys软件对剪板机进行静态和动态分析研究并开发出针对剪板机专用分析系统，输入基本的设计参数和分析参数，通过有限元的计算与优化设计相结合的的方法可减轻多余的重量，优化设备结构及其动态性能，从而节约大量设备成本，提高设备设计能力和设计水平。