發(fā)布時間：2021-03-29 01:49

　　“中國制造2025”提出了實現(xiàn)制造強國的戰(zhàn)略目標,開發(fā)一批精密、高速、高效的高檔數(shù)控機床是提升我國制造業(yè)創(chuàng)新發(fā)展能力和國際競爭力的必然途徑。機床支承件是機床的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)設(shè)計的好壞直接影響到機床的最終性能和被加工件的品質(zhì),設(shè)計人員一直在積極探索高質(zhì)量支承件的設(shè)計方法。目前,機床支承件的設(shè)計以類比法和經(jīng)驗法為主,設(shè)計結(jié)果過于保守,產(chǎn)品大而笨重,浪費材料。本文歸納總結(jié)了機床支承件的結(jié)構(gòu)特點,提出以桁架拓撲優(yōu)化進行機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計的方法,從結(jié)構(gòu)受力的角度出發(fā)進行支承件的構(gòu)型設(shè)計,采用ANSYS Workbench進行尺寸優(yōu)化設(shè)計獲得備選方案,并采用TOPSIS法進行方案優(yōu)選,確定最終結(jié)果。研究內(nèi)容主要分為以下幾個方面:（1）簡要介紹了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展歷史,綜述了離散體和連續(xù)體及TOPSIS法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。針對機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計存在的問題,提出了一種基于桁架拓撲優(yōu)化的機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。（2）通過分析支承件的結(jié)構(gòu)構(gòu)成,總結(jié)機床支承件的設(shè)計特點,引出本文的拓撲優(yōu)化設(shè)計方法。以高階Euler梁單元的有限元模型為理論基礎(chǔ),建立桁架的有限元模型,賦予桁架結(jié)構(gòu)力學(xué)性能,在此基礎(chǔ)上進行桁架... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景與意義
    1.3 結(jié)構(gòu)優(yōu)化國內(nèi)外研究及現(xiàn)狀
        1.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化概述
        1.3.2 離散體優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.3 連續(xù)體優(yōu)化國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 TOPSIS法國內(nèi)外研究及現(xiàn)狀
    1.5 本文研究內(nèi)容
2 基于桁架拓撲優(yōu)化的機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.1 基于桁架拓撲優(yōu)化的機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計
        2.1.1 機床支承件結(jié)構(gòu)構(gòu)成
        2.1.2 機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.2 基于桁架有限元理論的梁單元剛度矩陣推導(dǎo)
        2.2.1 平面梁單元的剛度矩陣的推導(dǎo)
        2.2.2 空間梁單元剛度矩陣的推導(dǎo)
        2.2.3 高階空間梁單元剛度矩陣的推導(dǎo)
    2.3 本章小結(jié)
3 機床支承件的桁架拓撲優(yōu)化設(shè)計
    3.1 基結(jié)構(gòu)法
    3.2 單元結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計
        3.2.1 單元基結(jié)構(gòu)
        3.2.2 單元結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化
        3.2.3 單元結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析實例
    3.3 桁架結(jié)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計
        3.3.1 桁架基結(jié)構(gòu)
        3.3.2 桁架拓撲優(yōu)化
    3.4 本章小結(jié)
4 機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計與方案優(yōu)選
    4.1 支承件多目標優(yōu)化的評價標準
    4.2 基于桁架拓撲優(yōu)化的支承件構(gòu)型設(shè)計
        4.2.1 機床支承件構(gòu)型設(shè)計過程
        4.2.2 桁架設(shè)計域
        4.2.3 載荷等效
    4.3 基于響應(yīng)面法的支承件尺寸優(yōu)化設(shè)計
        4.3.1 基于響應(yīng)面法的尺寸優(yōu)化原理
        4.3.2 基于響應(yīng)面法的尺寸優(yōu)化步驟
    4.4 基于TOPSIS法的方案優(yōu)選
        4.4.1 TOPSIS法優(yōu)選步驟
        4.4.2 TOPSIS法應(yīng)用的關(guān)鍵問題
    4.5 本章小結(jié)
5 機床支承件結(jié)構(gòu)設(shè)計實例
    5.1 立式加工中心簡介
    5.2 支承件構(gòu)型設(shè)計
    5.3 支承件尺寸優(yōu)化設(shè)計
    5.4 基于TOPSIS法的方案評價及優(yōu)選
    5.5 結(jié)果分析
        5.5.1 單元尺寸靈敏度分析
        5.5.2 優(yōu)化前后性能分析對比
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 高階空間梁單元剛度矩陣程序
附錄B 桁架拓撲優(yōu)化的主函數(shù)
附錄C 桁架拓撲優(yōu)化的目標函數(shù)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]基于尺寸優(yōu)化的水輪發(fā)電機上機架輕量化設(shè)計[J]. 廖永宜,廖伯瑜.  水力發(fā)電. 2019(05)
[3]周期性多材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)拓撲優(yōu)化設(shè)計[J]. 趙清海,張洪信,華青松,蔣榮超,袁林.  工程力學(xué). 2019(03)
[4]基于拓撲優(yōu)化的扭力梁式轎車后橋結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計[J]. 汪彬,陳光權(quán),施卓奇,董衛(wèi)平,Gaurav Kesireddy,張洪延.  汽車工程學(xué)報. 2019(02)
[5]基于竹節(jié)結(jié)構(gòu)的保險杠橫梁仿生優(yōu)化及仿真分析[J]. 林云成,宋家鋒,劉升福,鄒猛.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報. 2018(04)
[6]機床箱體有限元分析與輕量化設(shè)計[J]. 張煥梅,郭蕓俊.  中北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2018(06)
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[10]傳統(tǒng)TOPSIS法和熵權(quán)TOPSIS法在東部地區(qū)中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀評價的應(yīng)用[J]. 沈雅萍,丁方然,石詩雯,洪寶林.  中醫(yī)藥導(dǎo)報. 2016(22)

博士論文
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[2]基于多種賦權(quán)TOPSIS方法的礦業(yè)上市公司業(yè)績綜合評價研究[D]. 趙恒勤.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2016
[3]桿系結(jié)構(gòu)形態(tài)創(chuàng)構(gòu)方法研究[D]. 姜寶石.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[4]基于TOPSIS法的多元質(zhì)量特性優(yōu)化方法研究[D]. 王穎.天津大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于AHP-TOPSIS法的高標準基本農(nóng)田劃定研究[D]. 薛志斌.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[2]銑車復(fù)合加工中心立柱結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化及仿生設(shè)計研究[D]. 楊忠泮.蘭州理工大學(xué) 2017
[3]非平穩(wěn)隨機地震下桁架結(jié)構(gòu)形狀與拓撲優(yōu)化[D]. 李棟泓.華南理工大學(xué) 2016
[4]復(fù)雜支承件結(jié)構(gòu)單元構(gòu)型—性能—尺寸設(shè)計方法研究[D]. 郝佳亮.大連理工大學(xué) 2016
[5]基于TOPSIS法的球形蝸桿砂輪磨齒機床身結(jié)構(gòu)優(yōu)選設(shè)計研究[D]. 許亞鋼.燕山大學(xué) 2016
[6]多工況下連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的基結(jié)構(gòu)方法[D]. 卜鶴群.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3106661