双臂立卷夹钳广泛应用于钢厂中用于搬运各种冷热扎的半成品或成品钢卷,属于冶金行业中的特种起重设备。由于夹钳的机构复杂、运动的状态较难预测、夹持的可靠性难以把握,导致在夹持物料过程中可能出现钳臂断裂、物料坠落等事故。由于作业场地的危险性很大,一旦出现事故,轻则砸坏设备、影响生产,重则机毁人亡,所以研究夹钳的力学性能变得尤为重要。本文通过数值模拟与试验相结合的方法,对夹钳的力学性能进行分析和评价。首先,运用运动学相关原理对夹钳的整体结构进行简化,根据夹钳的结构形式、受载情况建立夹钳的力学分析模型,进而计算出对于夹持不同直径的钢卷,夹持力和内外钳口与钢卷之间的静摩擦力的比值,即传递系数的大小。其次,利用CAD软件对夹钳建模,并将其导入有限元分析软件中,利用有限单元法对夹钳的外钳臂进行静力分析,通过观察载荷随时间线性递增过程中外钳臂的应力变化规律,找出应力值与之线性变化的相关点,作为现场测试时的应变片的贴片处。再次,利用接触问题的有限元理论,对钳口与钢卷进行接触分析,设置不同的接触面上的摩擦系数,得出相应的摩擦力的分布情况,对于实际生产中的摩擦系数的设定起指导作用。最后,通过既定好的实验方案对夹钳进行现场测试,利用拉力传感器、动态测试仪和静态电阻应变仪等试验仪器测出夹钳的总拉力、夹持力和侧推力,进而得到相应的实测效率与摩擦系数,通过试验结果与理论计算结果的比较,得出夹钳的机械、力学特性分析结果。