隨著電解鋁工業(yè)的發(fā)展,用于焊接電解鋁陽(yáng)極鋼爪的機(jī)械設(shè)備成為學(xué)者研究的重點(diǎn)。電解鋁鋼爪摩擦焊機(jī)主要是用來(lái)在鋼爪橫梁上焊接鋼爪腿的自動(dòng)化專用焊接機(jī),它的推廣和使用在電解鋁工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。本課題所研究的立式鋼爪摩擦焊機(jī)的導(dǎo)柱,是鋼爪摩擦焊機(jī)工作運(yùn)行中重要的連接部件,其動(dòng)力學(xué)性能和輕量化設(shè)計(jì)對(duì)整機(jī)模態(tài)特性和焊機(jī)穩(wěn)定性具有重要作用。本文以立式鋼爪摩擦焊機(jī)的整體結(jié)構(gòu)及其導(dǎo)柱為研究對(duì)象,以導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)為優(yōu)化目標(biāo),利用ABAQUS以靜力學(xué)分析和模態(tài)分析為研究手段,對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行仿真模擬研究,并通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)六西格瑪設(shè)計(jì),最終實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)柱的輕量化設(shè)計(jì)。具體主要包括幾個(gè)方面:1.結(jié)合鋼爪摩擦焊機(jī)的工作原理,建立其整機(jī)三維模型,對(duì)導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。將焊機(jī)的工作過(guò)程分為主軸下移、摩擦加熱和頂鍛焊接三個(gè)階段,從理論上對(duì)導(dǎo)柱進(jìn)行力學(xué)分析與計(jì)算。2.通過(guò)有限元軟件ABAQUS建立鋼爪摩擦焊機(jī)的整機(jī)分析模型,并對(duì)整機(jī)展開(kāi)了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,靜力分析表明:螺栓預(yù)緊力對(duì)整機(jī)的影響較大,最大應(yīng)力集中在導(dǎo)柱與頂鍛箱連接處,應(yīng)在連接處做優(yōu)化處理。模態(tài)分析表明:整機(jī)應(yīng)該避免整機(jī)... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：93 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
        1.1.1 課題背景
        1.1.2 選題目的與研究意義
    1.2 課題研究現(xiàn)狀
        1.2.1 重型機(jī)械設(shè)備優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 摩擦焊的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 有限元法應(yīng)用于摩擦焊機(jī)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    1.3 研究目標(biāo)及方法路線
        1.3.1 研究目標(biāo)
        1.3.2 研究方法路線
    1.4 研究?jī)?nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 鋼爪摩擦焊機(jī)整體設(shè)計(jì)及受力分析
    2.1 摩擦焊機(jī)整體設(shè)計(jì)
        2.1.1 鋼爪摩擦焊機(jī)整體組成及功能分析
        2.1.2 鋼爪摩擦焊機(jī)的工作過(guò)程
    2.2 鋼爪摩擦焊機(jī)Solid Works三維建模
        2.2.1 鋼爪摩擦焊機(jī)的各部件實(shí)體造型
        2.2.2 鋼爪摩擦焊機(jī)整體三維模型
    2.3 鋼爪摩擦焊機(jī)的導(dǎo)柱設(shè)計(jì)
        2.3.1 導(dǎo)柱設(shè)計(jì)技術(shù)要求
        2.3.2 導(dǎo)柱建模
    2.4 導(dǎo)柱力學(xué)分析
        2.4.1 主軸下移階段導(dǎo)柱分析
        2.4.2 摩擦加熱階段導(dǎo)柱分析
        2.4.3 頂鍛焊接階段導(dǎo)柱分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章 鋼爪摩擦焊機(jī)整機(jī)有限元分析
    3.1 ABAQUS有限元分析與建模
        3.1.1 建立模型
        3.1.2 分析步與相互作用
        3.1.3 載荷與邊界條件
        3.1.4 網(wǎng)格劃分
        3.1.5 計(jì)算求解
    3.2 靜動(dòng)態(tài)分析理論
        3.2.1 靜態(tài)性能分析理論
        3.2.2 模態(tài)性能分析理論
    3.3 摩擦焊機(jī)整體結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
        3.3.1 主軸下移階段靜力學(xué)分析
        3.3.2 摩擦加熱階段靜力學(xué)分析
        3.3.3 頂鍛焊接階段靜力學(xué)分析
    3.4 摩擦焊機(jī)整機(jī)模態(tài)分析
        3.4.1 整機(jī)模態(tài)分析
        3.4.2 整機(jī)振型分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 鋼爪摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱的數(shù)值模擬
    4.1 鋼爪摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱靜力學(xué)分析
        4.1.1 無(wú)預(yù)緊力狀態(tài)下導(dǎo)柱靜力學(xué)分析
        4.1.2 主軸下移階段導(dǎo)柱靜力學(xué)分析
        4.1.3 摩擦加熱階段導(dǎo)柱靜力學(xué)分析
        4.1.4 頂鍛焊接階段導(dǎo)柱靜力學(xué)分析
    4.2 鋼爪摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱模態(tài)分析
        4.2.1 導(dǎo)柱模態(tài)分析
        4.2.2 導(dǎo)柱振型分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 導(dǎo)柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)
    5.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理論
        5.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法概述
        5.1.2 優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型
    5.2 摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.2.1 摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化流程
        5.2.2 摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱拓?fù)鋬?yōu)化
        5.2.3 導(dǎo)柱建模分析
        5.2.4 基于參數(shù)化的鋼爪摩擦焊機(jī)導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.3 導(dǎo)柱優(yōu)化前后對(duì)比
        5.3.1 導(dǎo)柱優(yōu)化前后受力分析對(duì)比
        5.3.2 柱優(yōu)化前后模態(tài)分析對(duì)比
        5.3.3 導(dǎo)柱優(yōu)化前后振型分析對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
    研究成果和結(jié)論
    課題展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄


【參考文獻(xiàn)】：
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