基于动态变形的模切机牙排结构拓扑优化

1700型模切机牙排从5000s/h工况开始与前规挡板发生碰撞,针对该问题,考虑牙排运动过程中离心力作用,结合模态分析与随机振动分析研究牙排高速工况下动态特性,阐明牙排异常碰撞原因,并对牙排结构进行优化设计。基于静力学分析,明确牙排高速工况下由离心力作用产生的径向变形量。利用模态分析与随机振动分析,确定高速工况下牙排振型与振动变形量。研究结果表明,在仅考虑离心力作用或者振动因素的情况下,均不足以导致牙排与前规挡板发生碰撞;当离心力与振动两者共同作用时,会使得牙排与前规挡板发生接触。优化后牙排在6000s/h工况下,径向变形与振动变形分别减小15.81%与37.65%,共同作用产生的变形减小30.91%且小于牙排与前规挡板间隙,避免了牙排与前规挡板碰撞,使模切机无碰撞生产效率提升至6000s/h,为高速工况下牙排动态特性研究及结构优化提供理论参考。