多功能復(fù)合機(jī)床作為高端數(shù)控機(jī)床的一種,正以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造中,已成為現(xiàn)代制造業(yè)的核心裝備之一。隨著多功能復(fù)合加工技術(shù)向高速度、高精度、高穩(wěn)定性的方向發(fā)展,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)靜動(dòng)態(tài)性能要求也越來(lái)越高。為此,對(duì)多功能復(fù)合機(jī)床的靜動(dòng)態(tài)特性分析及優(yōu)化已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)床虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)中不可或缺的環(huán)節(jié)。本文以自行研制的多功能復(fù)合機(jī)床為研究對(duì)象,采用理論模型分析、有限元模擬仿真、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)等方法,對(duì)機(jī)床整機(jī)進(jìn)行靜動(dòng)態(tài)特性分析,尋找薄弱零部件,并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì),提高了機(jī)床的靜動(dòng)態(tài)性能。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）建立多功能復(fù)合機(jī)床三維模型,計(jì)算車削、銑削、滾削三種工況下整機(jī)的受力情況,并對(duì)模型進(jìn)行靜態(tài)仿真分析,對(duì)比機(jī)床在各工況下的變形和應(yīng)力,為機(jī)床靜態(tài)薄弱零件辨識(shí)及優(yōu)化提供參考。（2）基于廣義空間動(dòng)態(tài)分析理論,針對(duì)該機(jī)床多軸聯(lián)動(dòng),多種工況的特點(diǎn),首先對(duì)參考位姿下的機(jī)床進(jìn)行模態(tài)和諧響應(yīng)分析,然后模擬仿真各軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)床模態(tài)信息的變化情況,獲取結(jié)構(gòu)耦合作用對(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的影響規(guī)律,從而進(jìn)一步判斷影響機(jī)床結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵零部件,為機(jī)床動(dòng)態(tài)薄弱零件辨識(shí)及優(yōu)化提供參考。（3）對(duì)動(dòng)靜態(tài)薄弱零部件立... 

【文章來(lái)源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多功能復(fù)合機(jī)床展示圖

碩士學(xué)位論文第 2 章 多工況下機(jī)床靜態(tài)特性分析與薄弱辨識(shí)結(jié)構(gòu)靜態(tài)特性對(duì)機(jī)床加工精度、切削穩(wěn)定性以及結(jié)構(gòu)可靠性有著重要影響，基于 ANSYS Workbench 平臺(tái)，對(duì)機(jī)床進(jìn)行靜態(tài)特性分析，以得到整機(jī)在車銑削、滾削三種典型工況下的變形和應(yīng)力情況，從而辨識(shí)出機(jī)床的靜態(tài)薄弱件，為后續(xù)的優(yōu)化工作提供參考。多功能復(fù)合機(jī)床介紹本文研究對(duì)象為自行研制的多功能復(fù)合機(jī)床，其主機(jī)體系結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)以某立式銑床作為主機(jī)本體，選配可傾斜回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、車削動(dòng)力頭及四方刀功能部件，集成重組、數(shù)控化改造，低成本構(gòu)筑而成，集數(shù)控車削、銑削、、攻絲、滾齒等多種工序?yàn)橐惑w。

車削加工圖 (b) 曲面銑削加工圖 (c) 滾齒加工圖圖 2.2 車削、曲面銑削與滾齒加工示意圖2.2 結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析基礎(chǔ)2.2.1 有限元分析理論有限法（Finite Element Method，F(xiàn)EM）是一種將力學(xué)、應(yīng)用數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合的現(xiàn)代計(jì)算方法，是當(dāng)今工程分析中應(yīng)用最廣泛的數(shù)值分析方法之一。有限元法的基本思路是將物體結(jié)構(gòu)離散為有限個(gè)單元，這些單元節(jié)點(diǎn)承受與實(shí)際載荷等效的節(jié)點(diǎn)力，然后根據(jù)力的平衡條件以及變形協(xié)調(diào)條件把這些單元重新組合求解[42]。有限元分析的基本步驟可以概括如下[42,43]。（1）建立研究對(duì)象的近似簡(jiǎn)化模型。研究對(duì)象的建模過(guò)程主要依據(jù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際觀測(cè)結(jié)果，需要大量的相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，在進(jìn)行有限元分析時(shí)很難把研究對(duì)象的所有細(xì)節(jié)都囊括進(jìn)來(lái)，因此需要進(jìn)行不同程度的合理簡(jiǎn)化。（2）將研究對(duì)象分割成有限數(shù)量單元。從整體上對(duì)研究對(duì)象系統(tǒng)進(jìn)行分析較為困難，因此需要把對(duì)象系統(tǒng)劃分成有限個(gè)形式相同相對(duì)簡(jiǎn)單的組成部分，這個(gè)過(guò)程也稱為離散化。（3）離散單元分析。建立各離散單元節(jié)點(diǎn)位移和載荷之間的關(guān)系式。如應(yīng)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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