本文關(guān)鍵詞：加工中心典型支承件結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著國民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn),對于制造行業(yè)尤其是機(jī)床行業(yè)的要求也越來越高。傳統(tǒng)的機(jī)床設(shè)計方法在設(shè)計過程中主要依靠經(jīng)驗設(shè)計,而且設(shè)計周期長,缺乏有效的理論依據(jù)作為指導(dǎo)。本文將基于拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù),應(yīng)用機(jī)床典型支承件設(shè)計方法,實現(xiàn)對機(jī)床關(guān)鍵支承件的結(jié)構(gòu)分析以及優(yōu)化設(shè)計,從而為后續(xù)的機(jī)床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計研究提供參考依據(jù)。 本文的主要研究內(nèi)容為： (1)建立立式加工中心立柱的力學(xué)模型,闡述典型工況切削力計算依據(jù),分析立柱在各種加工況下的載荷狀況以及不同位置工況的邊界條件,為立柱結(jié)構(gòu)分析及設(shè)計提供基礎(chǔ)條件。 (2)利用ANSYS軟件對立柱三個典型位置工況進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,分析計算結(jié)果,找出結(jié)構(gòu)中薄弱部位,為優(yōu)化提供依據(jù)。同時利用基于拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法,對立式加工中心立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,利用HyperMesh軟件對不同工況及優(yōu)化目標(biāo)下的立柱進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行有效的分析,建立立柱在不同目標(biāo)下的概念模型。 (3)利用基于OptiStruct的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法,對立式加工中心立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計。設(shè)計過程中,根據(jù)主傳力路徑與結(jié)構(gòu)分析結(jié)果,提出不同的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案,分析對比改進(jìn)方案,找出最優(yōu)方案。然后對立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計,并將改進(jìn)結(jié)構(gòu)與原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)對比分析,改進(jìn)結(jié)構(gòu)較原結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕了7.30%,綜合變形減小了12.68%,一階固有頻率提高了10.13%，，因此改進(jìn)設(shè)計取得了良好的優(yōu)化效果。 (4)總結(jié)歸納出機(jī)床典型支承件的結(jié)構(gòu)設(shè)計流程,通過對機(jī)床典型支承件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程,驗證了此流程在機(jī)床支承件設(shè)計領(lǐng)域的可應(yīng)用性。
【關(guān)鍵詞】：加工中心 立柱 結(jié)構(gòu)分析 優(yōu)化設(shè)計
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 課題來源及背景10-11
• 1.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究11-14
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法的發(fā)展11-12
• 1.2.2 國內(nèi)機(jī)床研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國外機(jī)床研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論及有限元方法理論15-24
• 2.1 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論基礎(chǔ)15-19
• 2.1.1 拓?fù)鋬?yōu)化基本概念15
• 2.1.2 拓?fù)鋬?yōu)化基本原理15-16
• 2.1.3 連續(xù)拓?fù)鋬?yōu)化方法16-17
• 2.1.4 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.2 有限元方法基礎(chǔ)19-23
• 2.2.1 有限元法發(fā)展概況19-20
• 2.2.2 有限元法原理20-21
• 2.2.3 有限元法的基本步驟21-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 3 加工中心立柱受力分析模型及邊界條件24-40
• 3.1 立式加工中心簡介及技術(shù)參數(shù)24-26
• 3.1.1 立式加工中心簡介24-25
• 3.1.2 立式加工中心技術(shù)參數(shù)25-26
• 3.2 典型工況切削力計算依據(jù)26-28
• 3.2.1 鉆削力計算依據(jù)26-27
• 3.2.2 銑削力計算依據(jù)27
• 3.2.3 鏜削力計算依據(jù)27-28
• 3.3 切削力計算的參數(shù)設(shè)置28-35
• 3.3.1 鉆削力計算28-29
• 3.3.2 銑削力計算29-30
• 3.3.3 鏜削力計算30
• 3.3.4 本文切削力計算30-31
• 3.3.5 受力分析模型31-35
• 3.4 加工中心立柱邊界條件的確定35-39
• 3.4.1 載荷約束施加位置36
• 3.4.2 典型位置工況邊界條件分析36-38
• 3.4.3 載荷條件計算38-39
• 3.5 本章小結(jié)39-40
• 4 典型支承件結(jié)構(gòu)分析及拓?fù)鋬?yōu)化40-65
• 4.1 基于ANSYS的機(jī)床典型支承件結(jié)構(gòu)分析40-58
• 4.1.1 立柱三維模型的建立及簡化40-42
• 4.1.2 有限元分析模型的建立42-44
• 4.1.3 立柱靜力學(xué)分析44-51
• 4.1.4 立柱動力學(xué)分析51-53
• 4.1.5 有限元計算精度分析53-58
• 4.2 基于OptiStruct的立柱拓?fù)鋬?yōu)化58-64
• 4.2.1 立柱優(yōu)化模型建立58-60
• 4.2.2 立柱拓?fù)鋬?yōu)化60-62
• 4.2.3 立柱優(yōu)化結(jié)果62-64
• 4.3 本章小結(jié)64-65
• 5 基于傳力路徑下的立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計65-77
• 5.1 立柱概念模型65-66
• 5.2 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計方案66-70
• 5.2.1 筋板的布置方案67-69
• 5.2.2 尺寸設(shè)計69-70
• 5.3 立柱結(jié)構(gòu)精細(xì)化設(shè)計70-72
• 5.3.1 立柱筋板重新布置70-71
• 5.3.2 立柱工藝設(shè)計71-72
• 5.4 立柱結(jié)構(gòu)改進(jìn)模型性能分析72-74
• 5.5 機(jī)床典型支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計流程74-76
• 5.6 本章小結(jié)76-77
• 結(jié)論77-78
• 參考文獻(xiàn)78-80
• 致謝80-81

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 邢俏芳;機(jī)床支承件元結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[D];大連理工大學(xué);2013年

2 侯國龍;基于拓?fù)鋬?yōu)化的熱幾何穩(wěn)定性設(shè)計方法[D];大連理工大學(xué);2013年

3 彭彪;木托盤的參數(shù)化設(shè)計及其應(yīng)用[D];陜西科技大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：加工中心典型支承件結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：321712