本文選題：脈沖序列 + 頻譜分析��； 參考：《濟南大學》2017年碩士論文

【摘要】：鑄件的落芯是鑄造過程中重要的環(huán)節(jié),對于型腔復雜的鑄件大都采用震動落芯機進行落芯。影響鑄件落芯質(zhì)量好壞的關鍵因素是落芯沖擊參數(shù),落芯沖擊參數(shù)主要包括空氣錘脈沖的幅值、寬度、頻率及脈沖作用點的位置及數(shù)目。合適的落芯沖擊參數(shù)既可以保證鑄件落芯的質(zhì)量,同時又可以提高落芯效率,所以確定合適的落芯沖擊參數(shù)對于實現(xiàn)鑄件高質(zhì)量的落芯是至關重要的。因此提出對震動落芯機沖擊參數(shù)進行優(yōu)化研究。目前主要依靠經(jīng)驗選取落芯沖擊參數(shù),采用試湊法對鑄件進行反復沖擊實驗來選擇落芯沖擊參數(shù)。對于鑄造廠家而言,對于不同類型的鑄件,主要靠落芯機生產(chǎn)廠家對其進行反復的沖擊實驗,觀察落芯效果,進而確定相應的落芯沖擊參數(shù)。每次實驗后還需要把鑄件剖開觀察落芯質(zhì)量的好壞,既費時又費力,而且試湊實驗缺乏科學指導,難以確定出最佳落芯沖擊參數(shù)。因此有必要提供一種既方便又可靠的方法來選擇落芯沖擊參數(shù),以提高鑄件的落芯質(zhì)量和落芯效率。在總結(jié)國內(nèi)外落芯沖擊參數(shù)研究現(xiàn)狀的基礎上,提出了一種通過動力學分析法來優(yōu)化選擇落芯沖擊參數(shù)的方法,并對落芯沖擊參數(shù)進行了優(yōu)化。完成的主要工作如下:(1)闡述了震動落芯技術的發(fā)展現(xiàn)狀,針對目前選擇落芯沖擊參數(shù)費時費力、效率低及可靠性低等問題,提出震動落芯機沖擊參數(shù)優(yōu)化研究這一課題。介紹了震動落芯機的工作原理,分析了影響落芯效果的主要因素,將空氣錘的脈沖幅值、脈沖頻率、脈沖寬度及空氣錘沖擊作用點位置和數(shù)目作為主要優(yōu)化參數(shù)。(2)基于傅里葉變換理論對落芯沖擊力脈沖序列進行了頻譜分析,獲得了沖擊力脈沖序列時域參數(shù)與頻域參數(shù)之間的關系。根據(jù)沖擊理論對空氣錘沖擊鑄件的過程進行了理論分析,建立了空氣錘沖擊鑄件的模型。利用沖擊理論估算了空氣錘沖擊鑄件的脈沖寬度,為脈沖寬度的優(yōu)化選擇做好準備,縮小了脈沖寬度的取值范圍,提高了脈沖寬度的優(yōu)化效率。(3)基于SolidWorks軟件采用分塊化建模的方法建立了鑄件的三維模型,利用坐標點連接的方法對鑄件施加了彈性約束并劃分網(wǎng)格,建立了復雜的鑄件有限元模型。通過模態(tài)分析獲得了鑄件的各階固有頻率及振型,對鑄件進行了諧響應分析,通過諧響應分析得到鑄件粘砂界面的最大響應峰值頻率,結(jié)合模態(tài)分析確定出脈沖頻率的選擇范圍。通過模態(tài)分析和諧響應分析進一步縮小了脈沖頻率的選擇范圍,提高了脈沖頻率的優(yōu)化效率。(4)通過試驗設計分析,對落芯沖擊參數(shù)進行了優(yōu)化。首先采用單脈沖對鑄件進行沖擊試驗設計分析,得到的優(yōu)方案為四個沖擊作用點均勻布置的A2B1C3參數(shù)組合,該方案表明:各因素對鑄件粘砂界面的剪切應力、拉應力及加速度等落芯指標的影響大小次序依次為脈沖幅值,其次是脈沖寬度,最后是脈沖作用點的位置。研究還發(fā)現(xiàn)脈沖寬度越寬,改變脈沖作用點位置對各落芯指標的影響越小,脈沖寬度越窄,脈沖作用點越靠近鑄件下部支撐位置時所獲得的各項落芯指標值越大。保持其它因素不變,改變脈沖寬度,脈沖寬度越窄則對應的各項落芯指標值越大。通過兩脈沖及多脈沖對鑄件的沖擊試驗設計分析,得到的優(yōu)方案是四個沖擊作用點均勻布置的A2C1B2參數(shù)組合,該方案表明:各因素對鑄件粘砂界面的剪切應力、拉應力及加速度等落芯指標的影響大小次序依次為脈沖幅值,其次是脈沖頻率,最后是脈沖寬度。此時優(yōu)方案的脈沖寬度等于脈沖周期的一半,脈沖序列頻譜的基頻、五次倍頻、六次倍頻分別對應鑄件的第一階、第七階、第十階固有頻率。通過試驗設計分析,獲得了鑄件的落芯沖擊參數(shù)優(yōu)化方案,克服了傳統(tǒng)上主要依靠經(jīng)驗選取落芯沖擊參數(shù)時費時費力、低效率、低可靠性等缺點,使落芯更加可靠,提高了生產(chǎn)效率。(5)基于主成分分析法構(gòu)建了落芯指標的綜合評價方程。對落芯指標進行了主成分分析,獲得了落芯指標綜合評價方程,并對落芯指標綜合評價方程進行了驗證。可以得到:綜合評價值越大,其所對應的落芯沖擊參數(shù)方案越好,而試驗設計分析得到的優(yōu)化方案所對應的綜合評價值最大。落芯指標綜合評價方程可以實現(xiàn)對落芯指標的綜合評價,進而可以根據(jù)綜合評價值的大小來確定落芯沖擊參數(shù)的優(yōu)化組合,克服了主觀因素對落芯指標綜合評價的影響。(6)空氣錘及振動電機會對落芯機機體及底部的隔振器造成沖擊,進而造成損壞,影響震動落芯機的工作性能,進而影響到落芯的效率。利用Adams研究了落芯沖擊參數(shù)及振動電機對落芯機振動響應的影響。隨著脈沖寬度由小到大變化,隔振器的振動響應各參數(shù)值呈現(xiàn)先增大后減小變化趨勢,脈沖幅值比脈沖寬度對其振動響應各參數(shù)值的影響大,脈沖幅值是影響最大的因素。當脈沖頻率變化時,隔振器的振動響應各參數(shù)值總體上與脈沖頻率成正比。因為振動電機對隔振器造成沖擊,振動電機對隔振器的損壞作用最為嚴重,可以考慮增加隔振器的扭轉(zhuǎn)剛度或更換抗扭性能較強的隔振器。落芯機振動響應的研究對于減小振動沖擊對隔振器的損壞,使震動落芯機獲得好的工作性能,進而實現(xiàn)可靠、高效率的落芯具有十分重要的意義。
[Abstract]:This paper presents a method for optimizing the impact parameters of casting core by using dynamic analysis method . In this paper , the influence of various factors on core indexes such as shear stress , tensile stress and acceleration of casting sand - bonded interface is considered as pulse amplitude , followed by pulse width and pulse width . ( 6 ) The vibration response of the vibration isolator is greatly influenced by the vibration response of the vibration isolator . When the pulse frequency changes , the vibration response of the vibration isolator has the most influence on the vibration response of the vibration isolator .
【學位授予單位】：濟南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG23

【參考文獻】

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本文編號：1938199