發(fā)布時(shí)間：2023-10-29 12:32

　　多功能復(fù)合機(jī)床作為裝備制造業(yè)的工作母機(jī),因其具備一次裝夾完成車(chē)、銑、滾等多道工序加工的特有優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于加工制造相關(guān)領(lǐng)域,在現(xiàn)代制造業(yè)中起著不可或缺的重要作用。隨著多工況復(fù)合加工技術(shù)高速度、高精度、高穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢(shì),對(duì)機(jī)床結(jié)整機(jī)性能要求越來(lái)越高。為此,提高機(jī)床靜動(dòng)態(tài)特性以改善機(jī)床剛度及抗振性對(duì)現(xiàn)代機(jī)床虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)具有重要意義。本文主要針對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題展開(kāi)研究,以自行研制的多功能復(fù)合機(jī)床的關(guān)鍵零部件立柱為研究對(duì)象,針對(duì)機(jī)床整機(jī)靜動(dòng)態(tài)性能較差的問(wèn)題,利用理論模型創(chuàng)建、有限元分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等手段,提出了一種將靈敏度分析、拉丁超立方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、EI加點(diǎn)準(zhǔn)則Kriging模型、NSGA-Ⅱ遺傳算法以及權(quán)重系數(shù)篩選相結(jié)合的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化研究。全文主要內(nèi)容包括:(1)首先在Solidworks中建立機(jī)床實(shí)體模型基礎(chǔ)上,結(jié)合靜力學(xué)及有限元分析理論在Workbench中創(chuàng)建機(jī)床整機(jī)有限元模型,確定機(jī)床極限加工位置后,依次分析計(jì)算不同加工方式的載荷作用,重點(diǎn)通過(guò)對(duì)機(jī)床在車(chē)削、銑削、滾削工況下進(jìn)行靜特性分析,得到機(jī)床的變形與應(yīng)力云圖,對(duì)比分析不同工況下的位移、應(yīng)力...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 計(jì)算機(jī)仿真分析技術(shù)
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.1 機(jī)床靜動(dòng)態(tài)特性研究現(xiàn)狀
        1.3.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究方法及內(nèi)容
第2章 復(fù)合機(jī)床建模及多工況下靜特性分析
    2.1 多功能復(fù)合加工機(jī)床簡(jiǎn)介
    2.2 結(jié)構(gòu)靜特性分析基礎(chǔ)
        2.2.1 靜力學(xué)分析
        2.2.2 有限元法
    2.3 機(jī)床整機(jī)有限元模型
        2.3.1 整機(jī)模型簡(jiǎn)化處理
        2.3.2 材料屬性的確定
        2.3.3 整機(jī)模型網(wǎng)格劃分
    2.4 機(jī)床極限位置確定
    2.5 三種典型工況下機(jī)床靜特性分析
        2.5.1 車(chē)削工況機(jī)床靜特性分析
        2.5.2 銑削工況機(jī)床靜特性分析
        2.5.3 滾削工況機(jī)床靜特性分析
    2.6 靜態(tài)薄弱環(huán)節(jié)辨識(shí)
    2.7 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合機(jī)床結(jié)合部建模及動(dòng)特性分析
    3.1 動(dòng)特性分析理論基礎(chǔ)
        3.1.1 模態(tài)分析
        3.1.2 諧響應(yīng)分析
    3.2 機(jī)床結(jié)合部建模及參數(shù)識(shí)別
        3.2.1 結(jié)合部特性說(shuō)明
        3.2.2 結(jié)合部建模方法
        3.2.3 機(jī)床結(jié)合部虛擬介質(zhì)參數(shù)識(shí)別
        3.2.4 結(jié)合部參數(shù)確定及有限元建模
    3.3 機(jī)床整機(jī)動(dòng)態(tài)特性
        3.3.1 機(jī)床整機(jī)模態(tài)分析
        3.3.2 機(jī)床整機(jī)諧響應(yīng)分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于動(dòng)態(tài)加點(diǎn)Kriging模型的機(jī)床多目標(biāo)優(yōu)化
    4.1 立柱結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化理論與方案
        4.1.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)說(shuō)明
        4.1.2 多目標(biāo)優(yōu)化理論
        4.1.3 機(jī)床立柱多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案
    4.2 動(dòng)態(tài)加點(diǎn)Kriging響應(yīng)面模型
        4.2.1 基于靈敏度分析的優(yōu)化變量確定
        4.2.2 基于拉丁超立方法的設(shè)計(jì)點(diǎn)選取
        4.2.3 動(dòng)態(tài)加點(diǎn)Kriging模型
    4.3 基于多目標(biāo)遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)
        4.3.1 立柱多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型
        4.3.2 NSGA-Ⅱ遺傳算法
        4.3.3 多目標(biāo)優(yōu)化過(guò)程及結(jié)果
    4.4 機(jī)床優(yōu)化后動(dòng)特性分析與結(jié)果驗(yàn)證
        4.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后整機(jī)模態(tài)分析
        4.4.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后整機(jī)諧響應(yīng)分析
    4.5 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    全文總結(jié)
    研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄



本文編號(hào)：3858085