一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法技术

本发明专利技术涉及仿真技术领域，具体公开了一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法，包括如下依次执行的步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法


[0001]本专利技术涉及仿真
，具体涉及一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法
。

技术介绍

[0002]经编机广泛应用于各种间隔织物
、
鞋类材料
、
妇女内衣
、
汽车内装饰
、
产业用等织物的织造
。
国内企业生产的高速经编机
、
多梳栉经编机
、
双针床经编机等设备较好地适应和推动了行业的发展，但在运动精度
、
稳定性和可靠性等方面与国外同类产品相比还存在一定差距
。
[0003]目前，国产经编机存在着凸轮连杆机构和整机运行不平稳
、
振动噪声大等问题，当机台工作转速逐渐提高后，整机将出现较大的振动噪声，一方面将极大影响最终织物的织造质量，另一方面也将导致现场操作工人的不适
。
因此，有必要系统性分析经编机的动力学振动响应，并基于分析结果优化经编机零部件结构，实现减振降噪
。
[0004]现有的经编机减振降噪方法多依据工程师经验进行试错改进，改进思路多集中于经编机地脚减震器（隔振器）的匹配设计，不针对机体零部件进行优化，减振降噪的效果差
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种能够对减振降噪效果更好的基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法
。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用这样的技术方案：一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法，包括如下依次执行的步骤：
S1
：获取经编机的三维数字化模型；
S2
：获取所述经编机的各个零部件的结构参数；
S3
：根据所述经编机的工况，定义各个运动副的运动形式，设置所述运动副中各个运动件之间的接触形式；
S4
：建立所述经编机的多刚体动力学模型，设置载荷与电机驱动；
S5
：对所述多刚体动力学模型进行运动学仿真，初步验证模型可靠性，并获取整机质心的速度值和加速度值，计算运行周期内所述各值的最大值
、
最小值
、
平均值
、
标准差和均方根值；
S6
：建立经编机整机有限元模型，分析机座模态及振型；
S7
：采用等效辐射声功率法对整机进行仿真分析，观察表面高声功率区域，设定所述高声率区域的零部件的减震降噪优化方案，针对性地对所述高声功率区域的零部件进行优化；
S8
：根据步骤
S7
的所述优化方案，重复步骤
S5
‑
步骤
S7
，直至实现最终的减震降噪目标，输出所述经编机的整机结构参数
。
[0007]优选的，步骤
S1
中通过所述经编机的原图纸直接生成或对所述经编机进行
3D
扫描
重构获取所述经编机的三维数字化模型
。
[0008]优选的，步骤
S1
中在获取所述经编机的三维数字化模型过程中对标准件和曲率过度不合理的沟槽部位进行删除
。
[0009]优选的，步骤2中获取的所述结构参数包括材料属性和运动形式
。
[0010]优选的，步骤
S7
中的所述等效辐射声功率法由如下第一公式定义：
[0011]；
[0012]其中，为辐射损耗系数，为声速，为空气密度，为结构表面的单元面积，为结构表面的单元法向速度；
[0013]的密度由如下第二公式定义：
[0014]；
[0015]其中，为辐射损耗系数，为声速，为空气密度，为单元法向速度；
[0016]定义
ERP
密度的参考分贝值由如下第三公式定义：；
[0017]其中，为声音的参考功率密度，为声音功率密度在频域下的值
。
优选的，步骤
S7
中对所述零部件进行减震降噪优化的方式包括增加阻尼片或对所述零部件的结构优化
。
[0018]通过采用前述设计方案，本专利技术的有益效果是：由于采用等效辐射声功率法对经编机的振动进行分析，能够发现声辐射时，在结构中最大贡献量的辐射位置，以便于对最大贡献量的辐射位置进行优化设计，使得该分析及优化方法不再依赖设计师或工人的使用经验，相对于采用地脚减震器进行减振降噪，直接对经编机零部件本体进行优化，减振降噪效果更好；利用仿真分析对经编机的振动响应进行快速评价，从而快速实现经编机各部件的优化迭代，有利于正向开发过程的快速设计，节约设计成本
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的经编机的三维模型示意图；图2为本专利技术的经编机的结构支撑部件的结构示意图；图3为本专利技术的经编机的运动动作部件的结构示意图；图4为本专利技术的经编机的有限元模型的结构示意图；图5为本专利技术的经编机的
ERP
分布结果示意图；图6为本专利技术的经编机的
ERP
时域变化图；图7为本专利技术的经编机的
ERP
频域变化结构示意图；图8为本专利技术的经编机优化后的在不同频率下的
ERP
值示意图；图9为本专利技术的经编机优化后在不同频率下的信号振幅结果示意图；图
10
为本专利技术的优化方法的流程图；图中：
1、
支撑部件；
2、
后摆
‑
针床
‑
沉降运动部件；
3、
梳栉横移运动部件；
4、
动力传动部件
。
具体实施方式
[0020]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0021]本专利技术一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法，如图
10
所示，包括如下依次执行的步骤：
S1
：如图1所示，获取经编机的三维数字化模型；本实施例中，步骤
S1
可通过经编机的原图纸直接生成三维数字化模型，或对经编机进行
3D
扫描重构获取三维数字化模型
。
[0022]本实施例中，步骤
S1
中在获取经编机的三维数字化模型过程中对标准件和曲率过度不合理的沟槽部位进行简化；此处的标准件指的是常规的螺栓
、
螺母
、
垫片
、
轴承，以及对结构影响较小的零件，如横移连杆；本实施例中建立的三维数字化模型仅保留关键运动件和结构件，比如动力传动部件中的电机
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法，其特征在于：包括如下依次执行的步骤：
S1
：获取经编机的三维数字化模型；
S2
：获取所述经编机的各个零部件的结构参数；
S3
：根据所述经编机的工况，定义各个运动副的运动形式，设置运动副中各个运动件之间的接触形式；
S4
：建立所述经编机的多刚体动力学模型，设置载荷与电机驱动；
S5
：对所述多刚体动力学模型进行运动学仿真，初步验证模型可靠性，并获取整机质心的速度值和加速度值，计算运行周期内所述各值对应的最大值
、
最小值
、
平均值
、
标准差和均方根值；
S6
：建立经编机整机有限元模型，分析机座模态及振型；
S7
：采用等效辐射声功率对整机进行仿真分析，观察表面高声功率区域，设定所述高声率区域的零部件的减震降噪优化方案，针对性地对所述高声功率区域的零部件进行优化；
S8
：根据步骤
S7
的所述优化方案，重复步骤
S5
‑
步骤
S7
，直至实现最终的减震降噪目标，输出所述经编机的整机结构参数
。2.
如权利要求1所述的一种基于动力学振动响应分析的经编机的优化方法，其特征在于：步骤<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鸿，杨永泰，
申请(专利权)人：泉州装备制造研究所，
类型：发明
国别省市：