ANSYS定尺剪本体剪切能力分析+文献综述(4)
2．2 Pro/ENGINEER 建模
2.2.1 Pro/ENGINEER 建模方法
任何一个 Pro/E 三文实体模型的建立，都是首先从创建基础实体特征开始的，而
基础实体特征作为Pro/E 中最重要和最基本的特征，其创建方法非常灵活。
Pro/E 系统在绝大多数三文实体建模的过程中，均是首先从二文草绘开始，绘制
出二文草绘截面集合图形后，通过对草绘截面的不同操作来生成三文实体。Pro/E 中
创建三文实体特征的方法主要有拉伸实体特征、旋转实体特征、扫描实体特征、混合
实体特征。在此次定尺剪本体的建模过程中，主要采用的是拉伸实体特征和旋转实体
特征。
2.2.2 南京中板厂定尺剪本体建模
根据南京中板厂所提供的图纸，经过对图纸进行仔细的查阅和一系列分析，最终
决定去除其中类似输油管、液压管等一系列与本课题研究内容无关的图纸。剩下的图
纸采用 Pro/ENGINEER 建模软件进行建模。
图 2.1 工作台（下刀架）
上图为工作台模型，其主要功能是和前端压紧装置共同固定钢板，并且装有限位
装置（图中未画出），控制刀刃剪切钢板的长度，达到定尺的效果。另外，工作台上
还装有下刀架，同上刀刃共同完成剪切作用。
图 2.2 上刀架
上图为上刀架模型，其上部两端通过销子连在连杆下端。两端被左右机架和压紧
装置限制了水平方向的移动，使得上刀架只能上下运动。上剪刃和下剪刃的相对运动
而完成整个剪切钢板的过程。
图 2.3 左机架 图 2.4 右机架
上面两图分别为左右机架，起到固定整个定尺剪本体结构的作用。
图 2.5 横梁
上图为横梁结构图，其主要作用是支撑平衡缸等部件，使得上刀架在上升的过程
中能减小阻力。
图 2.6 平台
上图为平台的结构图，平台的主要作用是承载和固定电动机、减速机、离合器等
部件。保证整个定尺剪的工作时能提供平稳的动力来源。
图 2.7 轮毂 图 2.8 套筒
上左图为轮毂结构图，左右机架两侧均有一个，其主要功能是传动。减速机带动
轮毂转动，轮毂带动曲轴转动。
上右图为套筒结构，其主要功能是支撑曲轴，使得曲轴能平稳的转动。
图 2.9 曲轴 图 2.10 连杆
上左图为曲轴的结构图，其两端支撑在套筒上，外接轮毂，带动连杆的上端作圆
周运动。
上右图为连杆的结构图，它上端连接曲柄，下端连接上刀架的上端。由于上刀架
只能在竖直方向上运动，加上曲轴和连杆就使得整个上刀架部分构成一个曲柄滑块机
构。曲轴的转动使得上刀架上竖直方向上不断往复运动，从而完成剪切动作。
图 2.11 定尺剪整机装配图
上图为定尺剪的整机装配图，在上图中我们可以清楚的看到定尺剪的各个部件，
对定尺剪的整机运作有了基本的了解，同时也对其剪切时的运动机构有了更明确的认
识，方便后续求解。
3 数学模型
3．1 有限元法
有限元方法的基本思想
[5]
是将连续体划分为有限个在节点处相连接的小单元，然