發(fā)布時(shí)間：2017-12-08 20:32

  本文關(guān)鍵詞：窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件鋸銑復(fù)合加工設(shè)備靜動(dòng)態(tài)特性與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件密度小、強(qiáng)度高、易加工,耐腐蝕且易回收利用,廣泛地應(yīng)用于建筑、汽車、軌道交通、航空和船舶等領(lǐng)域,鋁型材的加工效率和精度等要求隨之提升,其加工技術(shù)及設(shè)備受到越來(lái)越多的重視。目前,窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件生產(chǎn)廠家多采用大跨距龍門加工中心進(jìn)行生產(chǎn),設(shè)備投入高、加工效率低,而適合窄長(zhǎng)鋁材工件快速裝卸及加工的開(kāi)放式(C型結(jié)構(gòu))鋁型材加工中心靜動(dòng)態(tài)特性較差,加工精度低。因此,開(kāi)發(fā)一種高效、靜動(dòng)態(tài)特性良好、經(jīng)濟(jì)性的窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件加工設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)鋁材構(gòu)件的鋸銑復(fù)合加工,具有重要意義。論文通過(guò)對(duì)窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件結(jié)構(gòu)、工藝特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外相關(guān)加工設(shè)備的調(diào)研,確定了窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件鋸銑復(fù)合加工設(shè)備的設(shè)計(jì)要求、整體布局、主要技術(shù)參數(shù)和精度指標(biāo),基于模塊化設(shè)計(jì)原理對(duì)加工設(shè)備進(jìn)行了模塊劃分,著重闡述了加工設(shè)備傳動(dòng)系統(tǒng)及關(guān)鍵部件橫梁、拼接床身的設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特性分析及薄弱環(huán)節(jié)優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析了考慮切削力和不考慮切削力兩種情況下整機(jī)靜力變形情況；基于串聯(lián)剛度場(chǎng)理論，，分析了各部件位移量占系統(tǒng)總位移量的百分比、系統(tǒng)剛度的拐點(diǎn)等特性,找出了系統(tǒng)靜剛度的薄弱環(huán)節(jié)；通過(guò)整機(jī)模態(tài)分析獲得了前六階固有頻率及振型,找出了整機(jī)動(dòng)態(tài)特性薄弱環(huán)節(jié)；采用梯度優(yōu)化方法,對(duì)薄弱環(huán)節(jié)——滑枕的厚度尺寸進(jìn)行了優(yōu)化。對(duì)關(guān)鍵部件橫梁進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)特性分析。分析了橫梁多位置工況下的靜力學(xué)特性,得到了橫梁Z向變形量曲線及整機(jī)Y向直線度誤差；對(duì)橫梁進(jìn)行模態(tài)及諧響應(yīng)分析,獲取橫梁結(jié)構(gòu)的前六階固有頻率及振型,并得到橫梁的頻幅響應(yīng)曲線,為加工參數(shù)選取提供了理論依據(jù)。基于響應(yīng)面模型與遺傳算法對(duì)加工設(shè)備床身進(jìn)行了輕量化設(shè)計(jì)�；谥行膹�(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)及Kriging近似模型,建立了床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輸入與結(jié)構(gòu)響應(yīng)輸出關(guān)系的響應(yīng)面模型；結(jié)合床身結(jié)構(gòu)響應(yīng)面模型,建立并求解了床身質(zhì)量參數(shù)遺傳算法優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；分析了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)目標(biāo)函數(shù)和約束函數(shù)的靈敏度,得到了床身設(shè)計(jì)參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的修正最優(yōu)解集,實(shí)現(xiàn)了床身輕量化設(shè)計(jì)。本課題的研究可為窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件加工設(shè)備研發(fā)提供方法,為研究此類加工設(shè)備靜動(dòng)態(tài)特性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ),有助于提升窄長(zhǎng)鋁材構(gòu)件加工質(zhì)量,促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG65

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本文編號(hào)：1267759