發(fā)布時間：2017-03-22 15:18

  本文關鍵詞：機床結構的有限元分析及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：機床稱為工業(yè)母床,機床行業(yè)在機械制造業(yè)中占有舉足輕重的地位,為適應當代快速的科技進步和滿足民眾對于工業(yè)產(chǎn)品優(yōu)越性能的需求,現(xiàn)代機床行業(yè)正向高速、高精度和智能化化方向發(fā)展,因此針對機床相關技術的研究,運用快捷有效的有限元及結構優(yōu)化等現(xiàn)代工程設計與分析方法,對機床整體的開發(fā)設計階段的性能進行評估,對于縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、提升產(chǎn)品的綜合性能、增強產(chǎn)品的市場競爭力具有重要意義。本課題結合某機床廠提供的新型曲軸內(nèi)銑床模型,綜合參考國內(nèi)外曲軸銑床技術,確定機床技術性能指標,設計一臺大型曲軸銑床的床身,并研究其結構的靜態(tài)和動態(tài)力學性能。本文對原廠提供的床身模型進行材料的選取、靜力學和模態(tài)分析,確定了其縱向支撐能力和保障動態(tài)穩(wěn)定性能力的不足之處。根據(jù)床身設計要求,采用混凝土填充和拓撲優(yōu)化的方法得到新的設計方案,并根據(jù)該方案進行床身的重新參數(shù)化建模并對新床身進行靜力學和模態(tài)分析,得到了床身整體位移,最大等效應力,模態(tài)固有頻率和振型等結果,再與原有床身的分析結果進行對比,確定新床身在靜態(tài)支撐能力和動態(tài)的穩(wěn)定性上得到大幅度提升。然后針對新建模型以獲得最小床身Y方向最大位移、最小等效應力最大值、最小質(zhì)量為目標進行建模參數(shù)的多目標優(yōu)化,得到最佳建模參數(shù)和設計結果,并且得到不同參數(shù)對優(yōu)化結果的響應曲面,確定了各參數(shù)對計算結果的響應關系,為相似問題的多目標優(yōu)化分析和研究提供經(jīng)驗和數(shù)據(jù)支持。最后在不改變截面結構的前提下根據(jù)床身隔板的不同間距預設三種床身模型并進行靜力學和模態(tài)分析,通過對比計算結果確定本課題床身隔板的最佳間距。
【關鍵詞】：曲軸機床 拓撲優(yōu)化 填充 參數(shù)化建模 多目標優(yōu)化 響應關系
【學位授予單位】：河北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG502.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題研究的背景和意義9
• 1.2 結構分析中的有限元法9-10
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 有限元分析過程12
• 1.5 結構優(yōu)化和拓撲優(yōu)化12-16
• 1.6 參數(shù)化設計概念概述16-17
• 1.7 本文內(nèi)容17-19
• 第二章 對原有床身的有限元分析19-29
• 2.1 對于廠家提供的原有床身的介紹19-20
• 2.1.1 床身外形19
• 2.1.2 材料選擇19-20
• 2.2 對原有床身的靜力學分析20-24
• 2.2.1 施加載荷和約束20-21
• 2.2.2 網(wǎng)格劃分21
• 2.2.3 計算結果21-24
• 2.3 對原有床身的模態(tài)分析24-28
• 2.4 本章小結28-29
• 第三章 多材料有限元計算29-39
• 3.1 鋼纖維混凝土的應用29-30
• 3.2 混凝土配比30
• 3.3 對床身結構進行調(diào)整30-31
• 3.3.1 單腔床身填充30-31
• 3.3.2 多腔床身填充31
• 3.4 對模型的有限元分析31-37
• 3.4.1 材料選擇和網(wǎng)格劃分31-32
• 3.4.2 填充結構靜力學分析32-33
• 3.4.3 填充結構模態(tài)分析33-37
• 3.5 本章小結37-39
• 第四章 床身拓撲優(yōu)化39-43
• 4.1 床身截面的調(diào)整39-41
• 4.2 改良床身的截面設計41
• 4.3 本章小結41-43
• 第五章 參數(shù)化模型的有限元分析43-51
• 5.1 改良床身截面的參數(shù)化建模43-44
• 5.2 對改良后床身的靜力學分析44-47
• 5.2.1 載荷約束與網(wǎng)格劃分44-45
• 5.2.2 計算結果對比45-47
• 5.3 對改良后床身的模態(tài)分析47-50
• 5.4 本章小結50-51
• 第六章 模型的多目標優(yōu)化和間距調(diào)整51-65
• 6.1 優(yōu)化過程51-52
• 6.1.1 參數(shù)51
• 6.1.2 算法51-52
• 6.2 參數(shù)化設置52-53
• 6.2.1 設置輸入?yún)?shù)的上下限52-53
• 6.2.2 樣本篩選53
• 6.3 多目標計算結果53-55
• 6.3.1 最優(yōu)結果53
• 6.3.2 響應曲面53-55
• 6.4 隔板間距設定55-56
• 6.5 不同間距床身的靜力學分析56-57
• 6.6 不同間距床身的模態(tài)分析57-62
• 6.7 不同間距模型計算結果對比分析62-63
• 6.8 底部填充63-64
• 6.9 本章小結64-65
• 第七章 結論與展望65-67
• 7.1 全文總結65
• 7.2 后續(xù)展望65-67
• 參考文獻67-71
• 致謝71

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  本文關鍵詞：機床結構的有限元分析及優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：261785