本文關(guān)鍵詞：GT650銑齒機結(jié)構(gòu)動靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計研究

  更多相關(guān)文章： 元結(jié)構(gòu) 截面拓撲 多目標優(yōu)化 有限元

【摘要】：本文闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的類型與方法,介紹了國內(nèi)外機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展現(xiàn)狀及概況�；诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化方法,對GT650螺旋錐齒輪銑齒機的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進行分析研究,通過對整機及各關(guān)鍵部件進行動靜態(tài)特性分析,從而展開優(yōu)化設(shè)計。研究工作主要包括以下內(nèi)容:(1)對銑齒機進行簡化的三維建模及整機裝配,結(jié)合其實際加工工況時的載荷及約束情況,對銑齒機整機進行動靜態(tài)特性分析及計算。(2)對機床不同類型的元結(jié)構(gòu)進行分析,以比剛度為評優(yōu)標準選取動態(tài)性能較優(yōu)的元結(jié)構(gòu),并采用變量化分析法去分析元結(jié)構(gòu)的一些幾何參數(shù)對其基頻的影響,采用該元結(jié)構(gòu)改進和優(yōu)化機床結(jié)構(gòu)部件的最小元結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化。運用上述元結(jié)構(gòu)的思想實現(xiàn)了滑臺、滑座及立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(3)采用截面拓撲方法對床身截面進行優(yōu)化,通過截面拉伸和橫向肋板分布,從而形成新的床身內(nèi)部筋格形式。對床身進行參數(shù)化建模并導(dǎo)入ANSYS Workbench,實現(xiàn)有限元模型的參數(shù)化,并運用其模塊中的響應(yīng)面法的多目標優(yōu)化方法對床身結(jié)構(gòu)的外部尺寸和內(nèi)部筋格尺寸進行參數(shù)優(yōu)化。以床身的總變形量、質(zhì)量和前三階固有頻率為優(yōu)化目標,生成響應(yīng)參考設(shè)計點,選取最符合設(shè)計要求的設(shè)計點,對床身結(jié)構(gòu)尺寸進行改進優(yōu)化,從而實現(xiàn)床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(4)將優(yōu)化后的各個重要部件對整機重新裝配并對整機的動靜態(tài)特性進行分析,與原整機進行比較,數(shù)據(jù)顯示出整機的動靜態(tài)性能得到了相應(yīng)的提高,驗證了各部件的優(yōu)化對整機優(yōu)化的重要性。
【關(guān)鍵詞】：元結(jié)構(gòu) 截面拓撲 多目標優(yōu)化 有限元
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG611
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 國內(nèi)外機床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計發(fā)展現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題及應(yīng)用10-12
• 1.2.2 國外研究動態(tài)及現(xiàn)狀12
• 1.2.3 國內(nèi)研究動態(tài)及現(xiàn)狀12-13
• 1.3 研究目的及意義13-14
• 1.4 主要研究內(nèi)容與安排14-15
• 第2章 銑齒機整機的有限元動靜態(tài)特性分析15-25
• 2.1 有限元結(jié)構(gòu)分析的基本理論15-18
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)靜力學分析理論15-16
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)動力學分析理論16-17
• 2.1.3 有限元分析軟件簡介17-18
• 2.2 銑齒機整機的有限元建模18-20
• 2.2.1 銑齒機整機的CAD模型18
• 2.2.2 銑齒機整機的有限元模型18-20
• 2.3 銑齒機整機的動靜態(tài)特性分析20-24
• 2.3.1 銑齒機加工工況載荷及約束分析20-21
• 2.3.2 銑齒機整機的靜力學分析21-22
• 2.3.3 銑齒機整機的動力學分析22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 基于元結(jié)構(gòu)的機床結(jié)構(gòu)部件動態(tài)優(yōu)化設(shè)計研究25-39
• 3.1 元結(jié)構(gòu)的概念與方法25-26
• 3.2 元結(jié)構(gòu)的分析與研究26-30
• 3.2.1 元結(jié)構(gòu)的選型26-27
• 3.2.2 元結(jié)構(gòu)出砂孔的大小對其動態(tài)特性的影響27-28
• 3.2.3 元結(jié)構(gòu)肋板厚度大小對其動態(tài)特性的影響28-30
• 3.3 基于元結(jié)構(gòu)的滑座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計30-34
• 3.3.1 滑座筋格密度的分析研究30-32
• 3.3.2 滑座的元結(jié)構(gòu)提取與改進32-33
• 3.3.3 滑座結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計33-34
• 3.4 基于元結(jié)構(gòu)的立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計34-37
• 3.4.1 立柱元結(jié)構(gòu)的提取與改進35-36
• 3.4.2 立柱筋格結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計36-37
• 3.5 基于元結(jié)構(gòu)的滑臺結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計37-38
• 3.6 本章小結(jié)38-39
• 第4章 床身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計分析與研究39-55
• 4.1 結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計39-41
• 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學模型39-40
• 4.1.2 基于AWE響應(yīng)面法的多目標優(yōu)化設(shè)計40-41
• 4.2 床身外部尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計分析41-47
• 4.2.1 床身外部尺寸的參數(shù)化模型41-42
• 4.2.2 床身外部尺寸優(yōu)化的數(shù)學模型42-43
• 4.2.3 床身外部尺寸優(yōu)化的計算和結(jié)果分析43-47
• 4.3 床身內(nèi)部筋格的優(yōu)化設(shè)計分析47-54
• 4.3.1 基于截面拓撲優(yōu)化的結(jié)構(gòu)分析47-49
• 4.3.2 床身內(nèi)部筋格尺寸優(yōu)化的數(shù)學模型49-51
• 4.3.3 床身筋格尺寸的優(yōu)化計算與結(jié)果分析51-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 整機優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)動靜態(tài)特性分析55-61
• 5.1 整機優(yōu)化后的有限元模型55-56
• 5.2 整機優(yōu)化后的靜力學分析56-58
• 5.3 整機優(yōu)化后的動力學分析58-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 第6章 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 本文總結(jié)61
• 6.2 研究展望61-63
• 參考文獻63-66
• 在學研究成果66-67
• 致謝67

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號：608788