發(fā)布時間：2017-04-06 13:08

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)控車床床身結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)控車床在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用廣泛,對其進行優(yōu)化研究以使其向著高速度、高精度的方向發(fā)展是非常必要的。采用基于有限元方法與數(shù)學(xué)優(yōu)化理論相結(jié)合而成的虛擬仿真優(yōu)化技術(shù),在樣機試制之前,在計算機上模擬部件及整機的性能和工作狀況,識別樣機的薄弱環(huán)節(jié),以便對其進行優(yōu)化設(shè)計。 本文以某型數(shù)控車床的床身模型為研究對象,探討了有限元分析方法和數(shù)學(xué)優(yōu)化方法在車床床身的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計中的應(yīng)用,主要包括以下內(nèi)容： 1.歸納了國內(nèi)外有關(guān)結(jié)構(gòu)的有限元分析和優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展概況,闡明了課題提出的目的和研究意義,指出了本文研究的主要內(nèi)容。 2.以設(shè)計圖紙為根據(jù),在Pro/E中建立了三種床身設(shè)計方案的立體結(jié)構(gòu)模型圖,科學(xué)地分析了床身的受力情況,合理地建立了床身的有限元模型。利用ANSYS Workbench Environment(AWE)的分析模塊,對各個床身結(jié)構(gòu)方案進行了靜力分析和模態(tài)分析。根據(jù)分析結(jié)果,優(yōu)選出一個靜動態(tài)綜合性能較好的設(shè)計方案。然后,針對優(yōu)選出的設(shè)計方案進行諧響應(yīng)分析,獲得床身結(jié)構(gòu)在簡諧激振力作用下的變形頻率響應(yīng)曲線。根據(jù)以上的分析結(jié)果,找出床身結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié),確定需要改進的地方,為后續(xù)優(yōu)化設(shè)計指明方向。 3.建立了床身的參數(shù)化CAE模型,并以床身內(nèi)部的5個主要結(jié)構(gòu)設(shè)計尺寸為設(shè)計變量,以強度、剛度和質(zhì)量條件為約束條件,以其基頻為優(yōu)化目標(biāo)進行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計,以此改善床身的靜動態(tài)性能并實現(xiàn)其輕量化。 4.簡述了結(jié)構(gòu)變量化設(shè)計技術(shù)的內(nèi)涵并將其應(yīng)用于床身元結(jié)構(gòu)優(yōu)化。主要內(nèi)容是研究在床身筋板上開出砂孔的形狀和數(shù)量,為最終設(shè)計方案的確定提供依據(jù)。 5.對優(yōu)化結(jié)果進行分析比較,得出最終的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 本文的研究工作對企業(yè)在車床床身的設(shè)計、改進和優(yōu)化方面具有參考價值。
【關(guān)鍵詞】：車床床身 有限元分析 AWE 元結(jié)構(gòu) 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TG519.1
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 選題的研究背景9-10
• 1.2 結(jié)構(gòu)有限元分析和優(yōu)化的發(fā)展?fàn)顩r10-17
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)有限元分析的發(fā)展概況10-13
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展概況13-17
• 1.3 課題的提出及研究意義17-18
• 1.3.1 課題的提出17
• 1.3.2 研究的意義17-18
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容18-21
• 1.4.1 研究內(nèi)容18
• 1.4.2 研究步驟18-21
• 第二章 結(jié)構(gòu)有限元分析理論及工具21-31
• 2.1 彈性力學(xué)基本知識21-24
• 2.2 有限元分析的原理和步驟24-26
• 2.3 靜力分析基礎(chǔ)26-27
• 2.4 模態(tài)分析基礎(chǔ)27-29
• 2.5 有限元分析軟件介紹29-30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第三章 床身結(jié)構(gòu)靜動態(tài)性能分析及方案優(yōu)選31-49
• 3.1 床身的受力分析31-35
• 3.1.1 研究對象簡介31-32
• 3.1.2 床身結(jié)構(gòu)受力概況32
• 3.1.3 床身結(jié)構(gòu)受力計算32-35
• 3.2 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計方案35-38
• 3.3 床身的有限元靜力分析38-43
• 3.3.1 模型簡化38
• 3.3.2 定義單元屬性與網(wǎng)格劃分38-40
• 3.3.3 施加載荷及約束40
• 3.3.4 計算結(jié)果分析40-43
• 3.4 床身的有限元模態(tài)分析43-47
• 3.5 床身結(jié)構(gòu)設(shè)計方案優(yōu)選47-48
• 3.6 優(yōu)選方案的薄弱環(huán)節(jié)分析48
• 3.7 本章小結(jié)48-49
• 第四章 床身結(jié)構(gòu)有限元諧響應(yīng)分析49-55
• 4.1 諧響應(yīng)分析基礎(chǔ)49-51
• 4.2 諧響應(yīng)分析求解方法及步驟51-52
• 4.3 床身結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析52-54
• 4.3.1 有限元模型的建立52
• 4.3.2 施加載荷約束及求解52-53
• 4.3.3 計算結(jié)果分析53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計55-69
• 5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計基礎(chǔ)55-63
• 5.1.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型55-56
• 5.1.2 AWE結(jié)構(gòu)優(yōu)化工具56-57
• 5.1.3 優(yōu)化方法的選擇57-60
• 5.1.4 建立參數(shù)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型60-63
• 5.2 參數(shù)優(yōu)化計算及結(jié)果分析63-68
• 5.2.1 設(shè)計變量與優(yōu)化目標(biāo)的關(guān)系64-67
• 5.2.2 床身優(yōu)化結(jié)果67-68
• 5.3 本章小結(jié)68-69
• 第六章 床身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計69-77
• 6.1 變量化分析的原理及內(nèi)容69-71
• 6.2 筋板出砂孔的形狀及數(shù)量71-73
• 6.2.1 出砂孔形狀及尺寸對基頻的影響71-72
• 6.2.2 出砂孔數(shù)目對基頻的影響72-73
• 6.3 優(yōu)化結(jié)果驗證分析73-75
• 6.4 本章小結(jié)75-77
• 第七章 總結(jié)與展望77-81
• 7.1 全文總結(jié)77-78
• 7.2 研究展望78-81
• 致謝81-83
• 參考文獻83-89
• 附錄89

【引證文獻】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王爭如;YAG激光切割機動力學(xué)特性分析及結(jié)構(gòu)改進[D];濟南大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)控車床床身結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：288903