关键词：积极式凸轮开口装置;;数字化设计;;系列化设计;;动力学分析;;刚柔耦合
摘 要：随着“工业4.0”及“中国制造2025”的提出,全世界的制造业包括纺织业都朝着智能化、数字化、系列化、绿色化等方向发展。为了应对当前纺织服装行业“买方市场”对产品各方面要求日益严苛的现状,如何提高纺织机器生产环节的自动化与高效率成了纺织行业科技创新的重要内容。开口装置作为机织物形成的关键部件,严重制约着织机织造效率的提高以及产品的质量和适用范围,故对其进行研究意义重大。本文以积极式凸轮开口装置为研究对象,主要的研究内容如下:(1)对装置的开口凸轮进行反求设计,基于CREO完成各个零部件的建模,装配得到该装置的数字化样机;根据不同织物组织类型与开口凸轮对应关系的研究,通过叠加组合工作单元的方法,拓宽装置的产品适用范围,完成积极式凸轮开口装置的系列化设计。(2)分析了积极式凸轮开口机构的运动特性,基于达朗贝尔原理对机构的各个构件分别进行动态静力学分析,列出平衡方程并利用MATLAB求解,为构件质量和几何尺寸的优化设计奠定基础;同时将机构的三维模型导入ADAMS动力学软件进行机构的多刚体动力学仿真与结果分析。(3)考虑开口运动中的弹性变形,研究积极式凸轮开口机构的弹性动力学特性,创建机构的动力学模型并进一步简化,得出其动态响应微分方程;利用ANSYS有限元软件对机构的关键零部件进行模态分析与柔性化处理,验证该凸轮机构高速运动的适应性,并将不同的柔性件分别导入ADAMS替换刚性体建立机构的刚柔耦合虚拟样机进行动态仿真,分析比对仿真结果。(4)初步研究了积极式凸轮开口装置的智能化远程实时监测系统,进行了系统的整体结构设计、软件分析架构的设计、以及数据采集和无线传输模块的组成方案设计,同时完成相关硬件的选型。本文的相关研究有利于推动纺织工业向更加高速高效、优质可靠、节能降耗等方面发展,实现纺织工程中的自动化、连续化、信息化与智能化,为快速响应市场需求,实现多品种、高效率的生产织造奠定了良好的理论基础。
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