本文關鍵詞：GZK4230數(shù)控帶鋸床有限元分析及優(yōu)化設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)控帶鋸床作為現(xiàn)代制造業(yè)初加工的主要加工設備,已成為國內和國際制造業(yè)初加工設備的首選。鋸切可以節(jié)省材料和提高加工效率,是制造業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié),已成為現(xiàn)代制造業(yè)生產(chǎn)的基本手段,因此數(shù)控帶鋸床在我國制造業(yè)占據(jù)極其重要的位置,已廣泛應用于我國國民經(jīng)濟各行業(yè)、各領域,如機械設備制造、汽車、鋼鐵、造船、航空航天、采礦和石油等。我國數(shù)控帶鋸床的研究和設計發(fā)展較晚,和國際先進數(shù)控帶鋸床存在一定差距,隨著國際上數(shù)控帶鋸床向高穩(wěn)定性和高精度方向發(fā)展,良好的靜態(tài)和動態(tài)特性將是數(shù)控帶鋸床今后重點研究的方向。本課題“GZK4230數(shù)控帶鋸床有限元分析及優(yōu)化設計”來源于校企合作橫向項目“典型帶鋸床關鍵技術研究及產(chǎn)業(yè)化應用”,課題研究針對我國數(shù)控帶鋸床結構設計上存在的不足,結合理論研究和實際經(jīng)驗對其結構進行有限元靜態(tài)和動態(tài)特性分析,并在結構靜態(tài)和動態(tài)特性分析的基礎上對數(shù)控帶鋸床的結構進行優(yōu)化,本課題的具體研究內容包括:第一章,詳述了數(shù)控帶鋸床產(chǎn)業(yè)的國內外現(xiàn)狀以及其發(fā)展趨勢,分析了我國數(shù)控帶鋸床與國外的差距,研究了我國數(shù)控帶鋸床普遍存在的問題,最后介紹了課題的選題意義與研究內容。第二章,詳述了建立GZK4230數(shù)控帶鋸床的有限元模型的步驟,包括三維建模以及結合實際情況對模型結構進行適當簡化、網(wǎng)格劃分和設置邊界條件,最后完成有限元模型的創(chuàng)建。第三章,簡述了結構靜態(tài)特性分析的理論基礎,結合帶鋸床工作的實際情況,對數(shù)控帶鋸床鋸切系統(tǒng)的受力情況進行了理論分析和計算,并分別對鋸切系統(tǒng)及其零部件、底座整體以及帶據(jù)床整體進行了靜態(tài)特性分析,通過對數(shù)控帶鋸床的零部件及整體的靜態(tài)分析,得到結構的應力分布云圖和變形云圖,同時通過靜態(tài)分析結果分析結構的靜態(tài)特性。第四章,簡述了結構動態(tài)特性分析的理論基礎,結合帶鋸床工作的實際情況,分別對鋸切系統(tǒng)零部件及其整體、底座整體以及帶據(jù)床整體進行了模態(tài)分析和諧響應分析,分別得到結構的前4階模態(tài)振型圖以及結構在外部簡諧激勵下的頻率響應曲線圖,同時根據(jù)結構的模態(tài)分析和諧響應分析結果來分析其結構的動態(tài)特性。第五章,簡述了結構優(yōu)化設計的概念和理論基礎,結合帶鋸床結構靜態(tài)和動態(tài)的有限元分析結果對帶鋸床的鋸架、主動和從動帶鋸輪以及底座進行了結構優(yōu)化,并對優(yōu)化后的結構進行了靜態(tài)和動態(tài)特性分析,得出分析結果,對比結構優(yōu)化前后的靜態(tài)和動態(tài)特性,給出了結構優(yōu)化的結論。第六章,對論文的主要研究內容進行了總結,給出了今后要開展的工作和研究方向。
【關鍵詞】：數(shù)控帶鋸床 有限元 靜態(tài)特性 動態(tài)特性 優(yōu)化設計
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG561
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景與來源11
• 1.2 數(shù)控帶鋸床行業(yè)國內外現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11-13
• 1.2.1 數(shù)控帶鋸床行業(yè)國內外現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 數(shù)控帶鋸床發(fā)展趨勢12-13
• 1.3 有限元分析和結構優(yōu)化設計的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13-14
• 1.3.1 有限元分析概述13
• 1.3.2 有限元分析研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢13
• 1.3.3 結構優(yōu)化設計概述13-14
• 1.3.4 結構優(yōu)化設計研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢14
• 1.4 GZK4230數(shù)控帶鋸床簡介14-16
• 1.4.1 鋸床設備概述14-15
• 1.4.2 GZK4230數(shù)控帶鋸床簡介15-16
• 1.5 論文的選題意義與主要研究內容16
• 1.5.1 選題意義16
• 1.5.2 主要研究內容16
• 1.6 本章小結16-17
• 第2章 GZK4230數(shù)控帶鋸床有限元分析模型的建立17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 課題主要應用的軟件簡介17
• 2.2.1 Pro/E簡介17
• 2.2.2 ANSYS Workbench簡介17
• 2.3 創(chuàng)建GZK4230數(shù)控帶鋸床有限元分析模型的步驟17-18
• 2.4 創(chuàng)建GZK4230數(shù)控帶鋸床的三維模型及模型簡化18-20
• 2.4.1 建立GZK4230數(shù)控帶鋸床的三維模型18
• 2.4.2 GZK4230數(shù)控帶鋸床的結構組成18-19
• 2.4.3 簡化三維模型19-20
• 2.5 模型的接觸處理和網(wǎng)格劃分20-22
• 2.5.1 模型接觸面處理20-21
• 2.5.2 網(wǎng)格劃分21-22
• 2.6 建立模型的邊界條件22-24
• 2.6.1 定義材料屬性22-23
• 2.6.2 施加載荷23
• 2.6.3 施加約束23-24
• 2.7 本章小結24-25
• 第3章 GZK4230數(shù)控帶鋸床的靜態(tài)特性分析25-36
• 3.1 引言25
• 3.2 靜態(tài)特性分析理論基礎25
• 3.3 GZK4230數(shù)控帶鋸床鋸切系統(tǒng)力學分析25-28
• 3.4 GZK4230數(shù)控帶鋸床的靜態(tài)特性分析28-35
• 3.4.1 鋸切系統(tǒng)零部件及整體結構的靜態(tài)特性分析28-33
• 3.4.2 帶鋸床底座整體結構的靜態(tài)特性分析33-34
• 3.4.3 GZK4230數(shù)控帶鋸床整體結構的靜態(tài)特性分析34-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第4章 GZK4230數(shù)控帶鋸床的動態(tài)特性分析36-55
• 4.1 引言36
• 4.2 動態(tài)特性分析理論基礎36-37
• 4.2.1 模態(tài)分析理論基礎36
• 4.2.2 諧響應分析分析理論基礎36-37
• 4.3 GZK4230數(shù)控帶鋸床的模態(tài)分析37-45
• 4.3.1 鋸切系統(tǒng)零部件及整體結構的模態(tài)分析37-43
• 4.3.2 帶鋸床底座整體結構的模態(tài)分析43-44
• 4.3.3 GZK4230數(shù)控帶鋸床整體結構的模態(tài)分析44-45
• 4.4 GZK4230數(shù)控帶鋸床的諧響應分析45-53
• 4.4.1 鋸切系統(tǒng)零部件及整體結構的諧響應分析45-51
• 4.4.2 帶鋸床底座整體結構的諧響應分析51-52
• 4.4.3 GZK4230數(shù)控帶鋸床整體結構的諧響應分析52-53
• 4.5 本章小結53-55
• 第5章 GZK4230數(shù)控帶鋸床的結構優(yōu)化設計55-64
• 5.1 引言55
• 5.2 鋸架的拓撲優(yōu)化55-57
• 5.2.1 定義鋸架結構優(yōu)化的設計空間55-56
• 5.2.2 拓撲優(yōu)化56
• 5.2.3 鋸架結構優(yōu)化前后靜態(tài)和動態(tài)特性對比56-57
• 5.3 主動帶鋸輪的拓撲優(yōu)化57-59
• 5.3.1 定義主動帶鋸輪結構優(yōu)化的設計空間57-58
• 5.3.2 拓撲優(yōu)化58
• 5.3.3 主動帶鋸輪結構優(yōu)化前后靜態(tài)和動態(tài)特性對比58-59
• 5.4 從動帶鋸輪的拓撲優(yōu)化59-61
• 5.4.1 定義從動帶鋸輪結構優(yōu)化的設計空間59-60
• 5.4.2 拓撲優(yōu)化60-61
• 5.4.3 從動帶鋸輪結構優(yōu)化前后靜態(tài)和動態(tài)特性對比61
• 5.5 帶鋸床底座的拓撲優(yōu)化61-63
• 5.5.1 定義底座結構優(yōu)化的設計空間61-62
• 5.5.2 拓撲優(yōu)化62-63
• 5.5.3 底座結構優(yōu)化前后靜態(tài)和動態(tài)特性對比63
• 5.6 本章小結63-64
• 第6章 總結與展望64-66
• 6.1 總結64
• 6.2 展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻67-69

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