本文關(guān)鍵詞：加工中心十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及靜剛度試驗(yàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 本課題來源于國(guó)家科技重大專項(xiàng)“面向動(dòng)靜熱特性的機(jī)床數(shù)字化設(shè)計(jì)及其軟件”(NO.2009ZX04014-034)、國(guó)家科技重大專項(xiàng)“VHT系列立式車銑復(fù)合加工中心”(NO.2009ZX04001-031)以及國(guó)家科技支撐計(jì)劃“多軸聯(lián)動(dòng)高速龍門式加工中心系列產(chǎn)品開發(fā)”(NO.2007BAF21B01)。 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)機(jī)床的性能要求越來越高。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)過程中過多的依靠經(jīng)驗(yàn)和類比,缺乏理論指導(dǎo),造成設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品性能差,而且設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)。本文通過對(duì)某立式加工中心的十字滑臺(tái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了十字滑臺(tái)的靜剛度和固有頻率。而且通過減輕十字滑臺(tái)的質(zhì)量解決了機(jī)床的Y向加速性能不足的問題。并對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行了靜剛度試驗(yàn),對(duì)比了有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果。通過對(duì)比,驗(yàn)證了有限元分析方法的準(zhǔn)確性。本文主要的研究工作如下： (1)對(duì)某立式加工的工作狀況進(jìn)行了分析,確定了十字滑臺(tái)所受的約束條件,并通過建立十字滑臺(tái)的力學(xué)模型,計(jì)算出十字滑臺(tái)所受的載荷,確定了十字滑臺(tái)的載荷條件,進(jìn)而確定了十字滑臺(tái)的邊界條件,為十字滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和分析打下了基礎(chǔ)； (2)運(yùn)用基于拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先基于HyperWorks軟件平臺(tái)對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化,然后根據(jù)十字滑臺(tái)的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果,綜合考慮鑄造工藝要求以及零部件功能要求等,對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)；并且通過分析和比較,新方案較原方案質(zhì)量減輕14%,而且剛度和固有頻率較原結(jié)構(gòu)有了很大提高,解決了原方案剛度不足、結(jié)構(gòu)笨重以及機(jī)床Y向加速性能不足的問題； (3)對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行了靜剛度試驗(yàn),得到了十字滑臺(tái)幾個(gè)關(guān)鍵位置的靜剛度值,為十字滑臺(tái)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)提供了參考。并針對(duì)十字滑臺(tái)的靜剛度進(jìn)行了有限元分析,有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差在10%左右,除個(gè)別工況的相對(duì)誤差較大(達(dá)到20%左右)之外,大部分工況下的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,驗(yàn)證了在運(yùn)用有限元方法對(duì)十字滑臺(tái)進(jìn)行靜剛度分析時(shí)單元類型選擇、網(wǎng)格劃分方式以及邊界條件施加方式的合理性。
【關(guān)鍵詞】：十字滑臺(tái) 拓?fù)鋬?yōu)化 加速性能 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 靜剛度試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-17
• 1.1 課題的來源及背景9-10
• 1.2 機(jī)床零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的研究進(jìn)展10-11
• 1.2.2 機(jī)床零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.3 本課題組機(jī)床零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化基本理論17-26
• 2.1 有限元法理論基礎(chǔ)17-19
• 2.1.1 有限元法基本原理17-18
• 2.1.2 有限元法基本步驟18-19
• 2.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)19-25
• 2.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化基本原理19-20
• 2.2.2 變密度法拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型20-21
• 2.2.3 拓?fù)鋬?yōu)化常用算法21-23
• 2.2.4 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)流程23-25
• 2.3 本章小結(jié)25-26
• 3 十字滑臺(tái)的邊界條件26-37
• 3.1 十字滑臺(tái)約束條件26-27
• 3.2 十字滑臺(tái)載荷條件27-34
• 3.2.1 切削力計(jì)算27-29
• 3.2.2 十字滑臺(tái)受力計(jì)算29-34
• 3.3 十字滑臺(tái)的工況34-36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 4 十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)37-50
• 4.1 建立有限元模型37-39
• 4.2 十字滑臺(tái)拓?fù)鋬?yōu)化39-40
• 4.3 提取優(yōu)化結(jié)果40-41
• 4.4 十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)41-43
• 4.5 十字滑臺(tái)方案對(duì)比43-48
• 4.5.1 靜剛度和固有頻率對(duì)比43-47
• 4.5.2 機(jī)床加速性能比較47-48
• 4.6 本章小結(jié)48-50
• 5 十字滑臺(tái)靜剛度試驗(yàn)及有限元分析50-67
• 5.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>50
• 5.2 試驗(yàn)原理50-52
• 5.3 試驗(yàn)方案52-53
• 5.4 試驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)處理53-63
• 5.4.1 位置1靜剛度試驗(yàn)53-56
• 5.4.2 位置2和位置3靜剛度試驗(yàn)56-57
• 5.4.3 位置4靜剛度試驗(yàn)57-61
• 5.4.4 位置5和位置6靜剛度試驗(yàn)61-63
• 5.5 試驗(yàn)小結(jié)63
• 5.6 十字滑臺(tái)靜剛度的有限元計(jì)算63-65
• 5.7 有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比65-66
• 5.8 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況70-71
• 致謝71-73

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 李永學(xué);加工中心典型支承件結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

2 孫謙;彈性約束優(yōu)化方法研究及床鞍單元化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D];大連理工大學(xué);2012年

3 張偉;立式加工中心靜動(dòng)態(tài)特性分析及關(guān)鍵部件優(yōu)化[D];大連理工大學(xué);2012年

4 高翔;GQ1070輕小龍門加工中心靜剛度分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

5 白晨光;機(jī)床支承件及線軌聯(lián)接面靜態(tài)精度特性研究[D];大連理工大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：加工中心十字滑臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)及靜剛度試驗(yàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：398467