本文關(guān)鍵詞：動梁龍門機床方滑枕動靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 模態(tài)分析 靜態(tài)特性 優(yōu)化設(shè)計 振動分析 有限元

【摘要】：作為工作母機,機床是現(xiàn)在機械制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。隨著制造業(yè)的高速發(fā)展,機床在裝備制造、交通運輸、石油化工、航空航天及國防軍工等方面均得到了廣泛的應(yīng)用,對其性能、品質(zhì)、數(shù)量的要求也越來越高,機床行業(yè)的發(fā)展狀況已經(jīng)成為衡量國家工業(yè)化水平和綜合國力的重要標志。我國是機床消費與生產(chǎn)大國,但不是機床制造強國,機床的設(shè)計普遍停留在經(jīng)驗和類比的傳統(tǒng)設(shè)計階段,設(shè)計趨于保守,且設(shè)計片面注重靜態(tài)特性,對于動態(tài)特性不夠重視,設(shè)計水平較低,難以達到機床設(shè)計制造發(fā)展高速、高效、高精度與高柔性化的要求。本文在總結(jié)國內(nèi)外機床動靜態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計、振動測試的研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,以GMB系列動梁龍門鏜銑加工中心的主要零部件之一的方滑枕結(jié)構(gòu)為研究對象,利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對其進行了有限元模態(tài)分析、靜態(tài)特性分析與優(yōu)化設(shè)計,并利用動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)對其進行了實驗模態(tài)分析與工作狀態(tài)下的振動分析,具體研究工作內(nèi)容如下：首先,利用動態(tài)信號采集分析系統(tǒng)對方滑枕結(jié)構(gòu)進行了實驗模態(tài)分析,確定了其前六階模態(tài)頻率與振型,并與有限元模態(tài)分析結(jié)果對比研究,優(yōu)化并確定了有限元分析中邊界條件的施加方法,完善了方滑枕的有限元模型。其次,借助于有限元分析軟件ANSYS Workbench對方滑枕結(jié)構(gòu)進行靜態(tài)特性分析,得出其整體變形量與第一主應(yīng)力最大的位置與大��；對方滑枕的關(guān)鍵尺寸進行靈敏度分析,選出符合性能指標的尺寸作為優(yōu)化參數(shù)變量,以方滑枕質(zhì)量、最大整體變形量、最大第一主應(yīng)力、一階固有頻率為優(yōu)化目標,對方滑枕結(jié)構(gòu)進行變尺寸優(yōu)化設(shè)計；對優(yōu)化后的方滑枕結(jié)構(gòu)再次進行靜態(tài)特性分析,找出變形量最大的位置,進行方滑枕的局部形狀優(yōu)化,最終,實現(xiàn)方滑枕質(zhì)量減少,動靜態(tài)性能均有所改善的目標。最后,對方滑枕結(jié)構(gòu)進行了空運轉(zhuǎn)與銑削加工工況下的振動測試。通過對測試結(jié)果的分析,分別找出了空運轉(zhuǎn)與銑削加工工況下方滑枕結(jié)構(gòu)振動的主要振源,并提出了相應(yīng)的減振措施；同時,通過對各測試點的振動位移量的對比分析,找出了方滑枕結(jié)構(gòu)剛度較弱的環(huán)節(jié),并提出了改進意見,為該結(jié)構(gòu)的后續(xù)優(yōu)化設(shè)計提供了參考與依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：模態(tài)分析 靜態(tài)特性 優(yōu)化設(shè)計 振動分析 有限元
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要9-11
• Abstract11-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究目的及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述14-20
• 1.2.1 動靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計14-18
• 1.2.2 振動特性分析18
• 1.2.3 有限元法在結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化中的應(yīng)用18-20
• 1.3 課題來源及主要研究內(nèi)容20-23
• 1.3.1 課題來源20
• 1.3.2 本課題主要研究內(nèi)容20-23
• 第二章 方滑枕固有特性分析23-41
• 2.1 多自由度系統(tǒng)自由振動基本原理23-24
• 2.2 實驗模態(tài)分析24-32
• 2.2.1 GMB系列動梁龍門鏜銑加工中心簡介24
• 2.2.2 測試原理及裝置24-27
• 2.2.3 測點布置及試驗參數(shù)設(shè)置27-30
• 2.2.4 結(jié)果分析30-32
• 2.3 有限元模態(tài)分析32-39
• 2.3.1 方滑枕的有限元建模33-35
• 2.3.2 有限元模態(tài)分析步驟35-39
• 2.4 結(jié)果對比39-40
• 2.5 本章小結(jié)40-41
• 第三章 靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計41-55
• 3.1 靜態(tài)特性有限元分析41-44
• 3.1.1 方滑枕的有限元建模41
• 3.1.2 靜態(tài)特性有限元分析步驟41-44
• 3.2 尺寸優(yōu)化設(shè)計44-50
• 3.2.1 優(yōu)化尺寸的選擇44-46
• 3.2.2 尺寸的靈度分析46-49
• 3.2.3 尺寸優(yōu)化設(shè)計49
• 3.2.4 尺寸優(yōu)化設(shè)計結(jié)果驗證49-50
• 3.3 局部形狀優(yōu)化設(shè)計50-53
• 3.3.1 方滑枕新模型的靜態(tài)特性分析50-51
• 3.3.2 方滑枕結(jié)構(gòu)局部形狀優(yōu)化設(shè)計51-53
• 3.4 結(jié)果分析53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 第四章 方滑枕振動特性分析55-69
• 4.1 多自由度系統(tǒng)的受迫振動基本原理55
• 4.2 空運轉(zhuǎn)條件下的振動特性測試55-60
• 4.2.1 實驗方法56-58
• 4.2.2 實驗結(jié)果分析58-60
• 4.3 切削條件下的振動特性測試60-67
• 4.3.1 實驗方法61-62
• 4.3.2 實驗結(jié)果分析62-67
• 4.4 薄弱環(huán)節(jié)分析及改進建議67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 工作總結(jié)69-70
• 5.2 研究展望70-71
• 參考文獻71-75
• 致謝75-77
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及參與課題77-79
• 附件79

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 康獻民;滑枕移動重心位置變動及補償?shù)难芯縖J];機械設(shè)計與制造;2000年03期

2 康獻民;消除滑枕低頭的平衡補償法[J];機械;2000年S1期

3 王建中;黃成軍;;大型落地銑鏜床方滑枕精度變形補償措施[J];制造技術(shù)與機床;2006年07期

4 黃成軍;王哲元;;大型落地銑鏜床方滑枕撓度補償[J];機械工程師;2007年06期

5 孫德洲;;滑枕下垂變形的分段補償方法[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2008年06期

6 叢明;王貴飛;宋健;;高速立式鏜銑加工中心滑枕動態(tài)特性有限元分析[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2011年06期

7 包秀杰;;滑枕重力卸荷結(jié)構(gòu)[J];機械工程師;2011年12期

8 于鑫;;基于有限元的重型落地銑鏜床滑枕的結(jié)構(gòu)分析[J];機械工程師;2012年09期

9 武鋒;王傳洋;劉新寧;余志斌;;落地鏜銑加工中心滑枕變形分析[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2014年01期

10 胡汝凱;黃美發(fā);張奎奎;楊武軍;;數(shù)控龍門銑床滑枕的動態(tài)特性分析及改進[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2014年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 尚紅;李正男;;滑枕體深腔精密孔加工及測量方法[A];第八屆沈陽科學學術(shù)年會論文集[C];2011年

2 王亞剛;王秀平;;滑枕深腔精密孔加工及測量技術(shù)[A];2011年“天山重工杯”全國機電企業(yè)工藝年會暨第五屆機械工業(yè)節(jié)能減排工藝技術(shù)研討會論文集[C];2011年

3 黃松寧;邵斌;周建祥;代德利;;重型鏜銑床滑枕鑄造工藝的改進[A];首屆中國大型鑄鍛件制造技術(shù)發(fā)展論壇論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 馬瑗瑗;新型滑枕床身式機慶[N];中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)報;2003年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 孫文才;方滑枕變形處理及補償?shù)难芯縖D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 張奎奎;數(shù)控龍門鉆銑床滑枕組件熱結(jié)構(gòu)分析及改進研究[D];桂林電子科技大學;2015年

3 陳艷;動梁龍門機床方滑枕動靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計[D];山東大學;2015年

4 劉殿崇;重型數(shù)控落地銑鏜床滑枕組件熱誤差補償技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

5 周震東;落地銑鏜加工中心主軸滑枕組件誤差補償技術(shù)研究[D];蘇州大學;2013年

6 楊建民;重型立式車床滑枕部件的結(jié)構(gòu)研究與設(shè)計[D];燕山大學;2014年

7 華小龍;大型落地鏜銑床滑枕的分析與優(yōu)化[D];蘇州大學;2014年

8 武鋒;落地鏜銑加工中心滑枕撓度補償與數(shù)值模擬[D];蘇州大學;2014年

9 羅攀;龍門加工中心滑枕組件的熱特性分析及誤差建模[D];湖北工業(yè)大學;2013年

10 盧艷峰;數(shù)控機床滑枕懸伸變形誤差補償技術(shù)研究[D];大連理工大學;2010年

，

本文編號：817249