本文關(guān)鍵詞：基于有限元分析的龍門機(jī)床橫梁動(dòng)力學(xué)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：眾所周知,對(duì)于我國(guó)現(xiàn)代航空航天業(yè)來講,高速大型五坐標(biāo)的龍門加工中心是工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上必不可少的精華加工設(shè)備,更是是衡量我們國(guó)家是否在機(jī)床制造業(yè)行業(yè)擁有高水平的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)上,核心關(guān)鍵技術(shù)還沒有完全掌握,亟待突破。機(jī)床結(jié)構(gòu)、控制技術(shù)和新技術(shù)采用等還有待于與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)接軌。同時(shí)由于高端產(chǎn)品對(duì)于精密性的高要求,在技術(shù)上還處于薄弱環(huán)節(jié),大量關(guān)鍵功能部件極度依賴外貿(mào)進(jìn)口。關(guān)于機(jī)床行業(yè)產(chǎn)品在其基礎(chǔ)功能、生產(chǎn)性能、精度要求以及技術(shù)可靠性等上面還有著進(jìn)一步發(fā)展和提高的空間。大批量規(guī)�；彤a(chǎn)業(yè)化,以及精密制造工藝技術(shù)等還有待于研究和提高。本文主要研究?jī)?nèi)容包括介紹參數(shù)化、變量化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀,以及有限元分析理論及有限元方法介紹和結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論介紹。通過對(duì)橫梁的受力分析及載荷處理,運(yùn)用Solidworks對(duì)于橫梁的參數(shù)化有限元建模,在導(dǎo)入workbench后,先改變材料屬性,經(jīng)過對(duì)模型的網(wǎng)格劃分與加載荷約束后,對(duì)橫梁進(jìn)行靜態(tài)特性分析,得到橫梁結(jié)構(gòu)在正常工作載荷下的彎曲與扭轉(zhuǎn)變形情況。通過對(duì)橫梁的靜態(tài)分析、模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、響應(yīng)譜分析后,針對(duì)橫梁的強(qiáng)度與剛度需求,增強(qiáng)橫梁動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,改變橫梁表面的工藝孔型形狀與內(nèi)部尺寸。然后在以增強(qiáng)橫梁動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性為驅(qū)動(dòng)目標(biāo)的方法下,對(duì)參數(shù)化模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì),最終優(yōu)化后的橫梁前六階固有頻率平均增加了20%,有效的加強(qiáng)了橫梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)性能。在正常工作環(huán)境下,對(duì)橫梁進(jìn)行屈曲模態(tài)分析,在非保守情況下,分析計(jì)算出橫梁的臨界載荷為26000kg,為后期橫梁的工作部件加載提供了參考。最后,在workbench環(huán)境下以增強(qiáng)橫梁穩(wěn)定性為研究方向,試探性的對(duì)橫梁的結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力反形變研究。
【關(guān)鍵詞】：有限元分析 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性 預(yù)應(yīng)力 屈曲 機(jī)床橫梁
【學(xué)位授予單位】：陜西理工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH213.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究的背景及意義10-11
• 1.1.1 研究的背景10
• 1.1.2 研究的意義和必要性10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)部件特性研究11-12
• 1.2.2 機(jī)床結(jié)構(gòu)建模與優(yōu)化12-14
• 1.3 有限元分析的應(yīng)用及發(fā)展14-16
• 1.3.1 有限元理論的應(yīng)用14
• 1.3.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 有限元理論分析18-23
• 2.1 有限元研究理論分析18-22
• 2.1.1 有限元分析基本步驟18-20
• 2.1.2 有限元方法介紹20-21
• 2.1.3 ANSYS Workbench軟件介紹21-22
• 2.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)阻尼分析22-23
• 第3章 橫梁的靜態(tài)特性分析23-35
• 3.1 橫梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分析23-24
• 3.1.1 橫梁結(jié)構(gòu)特點(diǎn)23
• 3.1.2 橫梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)靜態(tài)特性分析23-24
• 3.2 橫梁的受力分析24-29
• 3.2.1 靜力學(xué)分析理論24-25
• 3.2.2 橫梁所受載荷的來源25-26
• 3.2.3 切削力的計(jì)算26-29
• 3.3 橫梁實(shí)體模型建立29-32
• 3.3.1 橫梁模型建立29-31
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分31-32
• 3.4 橫梁的靜態(tài)分析32-35
• 3.4.1 橫梁的靜態(tài)分析目的32
• 3.4.2 載荷的施加32-35
• 第4章 橫梁的動(dòng)力學(xué)分析及優(yōu)化35-55
• 4.1 橫梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性分析概述35
• 4.2 橫梁的模態(tài)分析35-40
• 4.2.1 模態(tài)理論分析35-36
• 4.2.2 頻率、陣型與基本頻率36-37
• 4.2.3 載荷和邊界條件設(shè)置37-40
• 4.3 橫梁結(jié)構(gòu)的諧響應(yīng)分析40-45
• 4.3.1 諧響應(yīng)分析理論以應(yīng)用40-41
• 4.3.2 workbench中的諧響應(yīng)分析41
• 4.3.3 確定激振力41-45
• 4.4 橫梁的響應(yīng)譜分析45-48
• 4.5 以響應(yīng)頻率為目標(biāo)的橫梁優(yōu)化48-55
• 第5章 橫梁的屈曲分析55-63
• 5.1 屈曲分析概述55-57
• 5.2 橫梁的屈曲分析57-63
• 第6章 橫梁的預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析63-70
• 6.1 實(shí)現(xiàn)橫梁的反變形方式63
• 6.2 預(yù)應(yīng)力原理與施載方式63-65
• 6.3 橫梁反變形預(yù)應(yīng)力計(jì)算65-67
• 6.4 預(yù)應(yīng)力橫梁反變形分析67-70
• 總結(jié)70-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的科研成果76-77
• 致謝77

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