[00863238]新型剪切机的虚拟开发技术与剪切机理研究

主要技术内容：该课题主要以剪切机为研究对象，探讨产品虚拟开发环境和相关技术，虚拟产品开发流程及开发平台。实现剪切机从数字化实体建模到虚拟样机仿真的虚拟开发工作。运用有限元分析软件对关键部件，如传动轴、机架等进行分析。在对剪切机理分析的基础上，运用非线性有限元分析软件，对剪切过程发生的三维弹塑性大变形进行模拟仿真。以剪切机为依托给出了产品虚拟开发基本流程，可以推广应用于其他产品的设计开发。对剪切机进行了虚拟造型，可用于理解机械的原理和结构，在设计早期发现产品的缺陷并及时改正，节约时间和精力，提高设计过程中的协调性，这是该设计方法的优势。对整机的工作原理模拟在Pro/E软件中进行。通过有限元软件ABAQUS对现有零件进行分析，结果是可信的，并且对零件结构进行了优化。通过对材料分离机理的探索，并进行计算机模拟，确定材料剪切过程中所需载荷、对剪切机剪刃零部件设计和剪刃间隙确定具有重要意义。该项目的主要经济技术指标体现在对应用单位的产品设计、虚拟调试、设备维护及维修等方面所产生的新增产值及节支。应用推广情况：该项目的实施证明虚拟产品的设计是可行可信的，可以在整个机械设计领域推广应用，并在指导模具设计中得到了实践的检验。最直接的应用是把现有的机械产品数字化，清晰的认识和理解机械的运行原理和结构。该设计方法也在课题研究人员的其他研究中得到了推广应用，如煤矿用液压支架的设计、矿用风动水泵的设计开发等有很好的应用前景。该方法需要设计人员具有较高的计算机应用能力和对有限元软件的理解应用，对设计人员提出了较高的要求。该项目在河北钢铁股份有限公司邯郸分公司中板厂得到了应用，应用时间为2009年1月1日到2011年12月31日，三年来共为其新增利润9180万元、新增利税5202万元、节支总额625万元。自2009年开始在中煤邯郸煤矿机械有限责任公司应用，到2011年12月31日为止，三年为其共新增利润10200万元、新增利税5100万元、节支总额685万元。同时取得一定的社会效益，值得进一步推广。