本文關(guān)鍵詞：J336型鋁缸蓋傾轉(zhuǎn)鑄造機結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文研究的J336型傾轉(zhuǎn)鑄造機主要應(yīng)用于轎車發(fā)動機鋁合金缸蓋鑄件的生產(chǎn),是濟南圣元機械工程有限公司自主研發(fā)的一條鋁缸蓋鑄造自動化生產(chǎn)線中的一部分。人們對鑄造質(zhì)量和鑄造自動化要求的日益提高,使得國內(nèi)外對傾轉(zhuǎn)鑄造機的研究側(cè)重點在控制及應(yīng)用開發(fā)上,例如液壓系統(tǒng)的設(shè)計研究,勻速澆注的控制以及應(yīng)用領(lǐng)域等等,但對于傾轉(zhuǎn)鑄造機的可靠、平穩(wěn)、輕量化研究并不是很多。本文以J336型傾轉(zhuǎn)鑄造機為研究對象,利用CAE分析軟件Hypermesh、ANSYS作為分析工具,對J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的結(jié)構(gòu)進行動靜態(tài)分析,并根據(jù)分析得到的結(jié)果對傾轉(zhuǎn)鑄造機的部分結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)母倪M和優(yōu)化設(shè)計。首先,介紹J336鋁缸蓋傾轉(zhuǎn)鑄造機的整機結(jié)構(gòu)及各部分機構(gòu)的作用及設(shè)計參數(shù)。采用三維軟件SolidWorks建立了J336鋁缸蓋傾轉(zhuǎn)鑄造機的傾轉(zhuǎn)機構(gòu)、主開合型機構(gòu)、側(cè)開合型機構(gòu)及下頂出機構(gòu)等部件及整機的CAD模型。在滿足設(shè)計要求的范圍和生產(chǎn)實際的情況下對復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件進行簡化,去除不影響結(jié)構(gòu)動靜態(tài)特性的小結(jié)構(gòu)。運用前處理軟件Hypermesh對J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的部分結(jié)構(gòu)及整機三維模型進行幾何清理和網(wǎng)格劃分,再根據(jù)J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的實際工作情況添加適當(dāng)?shù)慕佑|,分析J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的受力情況,并建立用于ANSYS分析的有限元模型。然后,運用有限元分析軟件ANSYS對整機及其部分結(jié)構(gòu)在多工況下進行靜動態(tài)特性分析。主要研究整機傾轉(zhuǎn)前后兩個極限位置的動靜態(tài)特性,得到整機及其傾轉(zhuǎn)機構(gòu)和機架底座等各結(jié)構(gòu)的位移變化云圖和應(yīng)力云圖,校核整機的強度和剛度。并通過整機的動態(tài)分析,得到其固有頻率及振型變化情況。最后,根據(jù)動靜態(tài)分析,得到J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的結(jié)構(gòu)滿足設(shè)計要求,在此基礎(chǔ)上選取優(yōu)化設(shè)計空間較大的傾轉(zhuǎn)鑄造機的床身作為優(yōu)化對象,采用APDL參數(shù)化建模,對J336傾轉(zhuǎn)鑄造機進行以減輕質(zhì)量、降低耗材為目的的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
【關(guān)鍵詞】：傾轉(zhuǎn)鑄造機 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG233
【目錄】：

• 摘要8-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題的來源與意義11-12
• 1.2 傾轉(zhuǎn)鑄造機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 機床床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.3.1 機床床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.2 傾轉(zhuǎn)鑄造機結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.4 課題的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的三維建模及其有限元分析模型的建立17-31
• 2.1 J336鋁缸蓋傾轉(zhuǎn)鑄造機的主要技術(shù)參數(shù)17-18
• 2.2 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的三維建模18-20
• 2.2.1 J336鋁缸蓋傾轉(zhuǎn)鑄造機的結(jié)構(gòu)特點18-19
• 2.2.2 基于Solid Works的建模方法19-20
• 2.3 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機有限元分析模型的建立20-28
• 2.3.1 有限元法的理論及其分析流程20-21
• 2.3.2 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機有限元分析方法的確定21-22
• 2.3.3 單元屬性和材料的選擇22
• 2.3.4 三維幾何模型的簡化及其網(wǎng)格劃分22-24
• 2.3.5 網(wǎng)格質(zhì)量控制24-25
• 2.3.6 接觸設(shè)置25-26
• 2.3.7 邊界條件施加26
• 2.3.8 工況分析及載荷確定26-28
• 2.4 本章小結(jié)28-31
• 第三章 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機靜力學(xué)有限元分析31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 上傾工況J336傾轉(zhuǎn)鑄造機靜力學(xué)有限元分析31-34
• 3.2.1 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機整機的靜力學(xué)分析32-33
• 3.2.2 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機底座的靜力學(xué)分析33
• 3.2.3 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機床身的靜力學(xué)分析33-34
• 3.3 下傾工況J336傾轉(zhuǎn)鑄造機靜力學(xué)有限元分析34-36
• 3.3.1 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機整機的靜力學(xué)分析34-35
• 3.3.2 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機底座的靜力學(xué)分析35
• 3.3.3 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機床身的靜力學(xué)分析35-36
• 3.4 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的結(jié)構(gòu)改進36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-39
• 第四章 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機動力學(xué)有限元分析39-45
• 4.1 引言39
• 4.2 上傾工況J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的模態(tài)分析39-41
• 4.3 下傾工況J336傾轉(zhuǎn)鑄造機的模態(tài)分析41-43
• 4.4 J336傾轉(zhuǎn)鑄造機改進后的模態(tài)分析43-44
• 4.5 本章小結(jié)44-45
• 第五章 基于ANSYS的J336傾轉(zhuǎn)鑄造機床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化45-59
• 5.1 引言45
• 5.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論45-48
• 5.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型45-46
• 5.2.2 優(yōu)化設(shè)計分析的基本步驟46-47
• 5.2.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法47-48
• 5.3 床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化變量的確定48-50
• 5.4 基于APDL的床身優(yōu)化設(shè)計50-56
• 5.4.1 床身參數(shù)化模型的建立50-52
• 5.4.2 創(chuàng)建優(yōu)化分析文件52-53
• 5.4.3 查看優(yōu)化設(shè)計序列結(jié)果53-56
• 5.5 驗證優(yōu)化結(jié)果56-57
• 5.6 本章小結(jié)57-59
• 第六章 結(jié)論與展望59-61
• 6.1 結(jié)論59
• 6.2 展望59-61
• 參考文獻61-65
• 致謝65-67
• 附錄A67-69
• 附錄B 床身優(yōu)化APDL命令69-74

【參考文獻】

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本文編號：279033