銑車復合加工中心是中高端機床的一種,以高精度、高效率、高速度為特征。直驅擺頭動力刀架是銑車復合加工中心的關鍵性功能部件,其性能的高低對機床的幾何精度、加工質量及效率產生直接的影響。刀架支架是直驅擺頭動力刀架上最值得進行優(yōu)化設計的部分,因為其它主要部件主軸電機和力矩電機都是外購的通用件。課題來源于2010年“高檔數控機床與基礎制造裝備”國家科技重大專項中的子課題立式銑車復合加工中心的研制（編號:2010ZX04001-032）。本文利用拓撲優(yōu)化和有限元靜動態(tài)分析相結合的方法,對支架進行了結構輕量化設計。第一步建立支架的有限元模型,對其進行靜動態(tài)分析,得到設計的基本參數。然后采用拓撲優(yōu)化的方法進行優(yōu)化設計,得到了新支架結構設計方案。對新方案進行靜、動態(tài)分析。分析結果表明:優(yōu)化后的支架模型靜動態(tài)特性基本不變,質量降低了22%,達到了優(yōu)化目標。本文的主要研究內容如下:（1）使用Solidworks對刀架支架進行3D建模,并使用ANSYS Workbench14.0作靜態(tài)特性分析,得到在不同擺角下最大變形量和最大應力,確定了極限工況。（2）對刀架支架模型進行模態(tài)分析,得到其前6階固有頻率,并對各... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的來源
    1.2 課題研究的背景意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 國內發(fā)展現狀
        1.3.2 國外研究現狀
    1.4 銑車復合加工中心和動力刀架發(fā)展現狀
    1.5 本文的主要研究內容
    1.6 本章小結
第2章 刀架支架靜力分析
    2.1 有限元靜力分析的方法
    2.2 ANSYSWorkbench14.0簡介
    2.3 支架承受的載荷力計算
    2.4 支架有限元模型的建立
    2.5 施加邊界條件和載荷并求解
    2.6 靜力分析結果
    2.7 本章小結
第3章 刀架支架模態(tài)分析及諧響應分析
    3.1 刀架支架模態(tài)分析
        3.1.1 模態(tài)分析相關理論概述
        3.1.2 刀架支架有限元模型建立
        3.1.3 施加邊界條件和載荷
        3.1.4 求解結果
    3.2 刀架支架諧響應分析
        3.2.1 諧響應分析相關理論概述
        3.2.2 建模及施加載荷
        3.2.3 求解結果
    3.3 本章小結
第4章 刀架支架的拓撲優(yōu)化
    4.1 拓撲優(yōu)化概述
    4.2 HyperWorks2017簡介
    4.3 刀架支架的拓撲優(yōu)化
        4.3.1 支架的網格劃分
        4.3.2 支架的模態(tài)分析
        4.3.3 支架的拓撲優(yōu)化
        4.3.4 再一次拓撲優(yōu)化
    4.4 本章小結
第5章 刀架支架的優(yōu)化設計及結果分析
    5.1 建立新的幾何模型
    5.2 對新模型進行靜力分析
    5.3 對新支架作模態(tài)分析
    5.4 對新支架作諧響應分析
    5.5 對比分析
    5.6 小結
結論與展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的論文目錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]齒輪傳動系統(tǒng)動力學特性的有限元分析及試驗方法研究[D]. 楊曉宇.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2005

碩士論文
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本文編號：3498382