GT650銑齒機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
本文關(guān)鍵詞:GT650銑齒機(jī)結(jié)構(gòu)動(dòng)靜態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)研究
更多相關(guān)文章: 元結(jié)構(gòu) 截面拓?fù)?/b> 多目標(biāo)優(yōu)化 有限元
【摘要】:本文闡述了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的類型與方法,介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀及概況;诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化方法,對(duì)GT650螺旋錐齒輪銑齒機(jī)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行分析研究,通過(guò)對(duì)整機(jī)及各關(guān)鍵部件進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性分析,從而展開優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究工作主要包括以下內(nèi)容:(1)對(duì)銑齒機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)化的三維建模及整機(jī)裝配,結(jié)合其實(shí)際加工工況時(shí)的載荷及約束情況,對(duì)銑齒機(jī)整機(jī)進(jìn)行動(dòng)靜態(tài)特性分析及計(jì)算。(2)對(duì)機(jī)床不同類型的元結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以比剛度為評(píng)優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)選取動(dòng)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(duì)其基頻的影響,采用該元結(jié)構(gòu)改進(jìn)和優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)部件的最小元結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)部件的優(yōu)化。運(yùn)用上述元結(jié)構(gòu)的思想實(shí)現(xiàn)了滑臺(tái)、滑座及立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(3)采用截面拓?fù)浞椒▽?duì)床身截面進(jìn)行優(yōu)化,通過(guò)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(duì)床身進(jìn)行參數(shù)化建模并導(dǎo)入ANSYS Workbench,實(shí)現(xiàn)有限元模型的參數(shù)化,并運(yùn)用其模塊中的響應(yīng)面法的多目標(biāo)優(yōu)化方法對(duì)床身結(jié)構(gòu)的外部尺寸和內(nèi)部筋格尺寸進(jìn)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(biāo),生成響應(yīng)參考設(shè)計(jì)點(diǎn),選取最符合設(shè)計(jì)要求的設(shè)計(jì)點(diǎn),對(duì)床身結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,從而實(shí)現(xiàn)床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化。(4)將優(yōu)化后的各個(gè)重要部件對(duì)整機(jī)重新裝配并對(duì)整機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性進(jìn)行分析,與原整機(jī)進(jìn)行比較,數(shù)據(jù)顯示出整機(jī)的動(dòng)靜態(tài)性能得到了相應(yīng)的提高,驗(yàn)證了各部件的優(yōu)化對(duì)整機(jī)優(yōu)化的重要性。
【關(guān)鍵詞】:元結(jié)構(gòu) 截面拓?fù)?/strong> 多目標(biāo)優(yōu)化 有限元
【學(xué)位授予單位】:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】: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(guó)內(nèi)外機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展現(xiàn)狀10-13
- 1.2.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)問題及應(yīng)用10-12
- 1.2.2 國(guó)外研究動(dòng)態(tài)及現(xiàn)狀12
- 1.2.3 國(guó)內(nèi)研究動(dòng)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?jī)?nèi)容與安排14-15
- 第2章 銑齒機(jī)整機(jī)的有限元?jiǎng)屿o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(xué)分析理論15-16
- 2.1.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析理論16-17
- 2.1.3 有限元分析軟件簡(jiǎn)介17-18
- 2.2 銑齒機(jī)整機(jī)的有限元建模18-20
- 2.2.1 銑齒機(jī)整機(jī)的CAD模型18
- 2.2.2 銑齒機(jī)整機(jī)的有限元模型18-20
- 2.3 銑齒機(jī)整機(jī)的動(dòng)靜態(tài)特性分析20-24
- 2.3.1 銑齒機(jī)加工工況載荷及約束分析20-21
- 2.3.2 銑齒機(jī)整機(jī)的靜力學(xué)分析21-22
- 2.3.3 銑齒機(jī)整機(jī)的動(dòng)力學(xué)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(jī)床結(jié)構(gòu)部件動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(duì)其動(dòng)態(tài)特性的影響27-28
- 3.2.3 元結(jié)構(gòu)肋板厚度大小對(duì)其動(dòng)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(jì)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(jìn)32-33
- 3.3.3 滑座結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)33-34
- 3.4 基于元結(jié)構(gòu)的立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)34-37
- 3.4.1 立柱元結(jié)構(gòu)的提取與改進(jìn)35-36
- 3.4.2 立柱筋格結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)36-37
- 3.5 基于元結(jié)構(gòu)的滑臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)分析與研究39-55
- 4.1 結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)39-41
- 4.1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型39-40
- 4.1.2 基于AWE響應(yīng)面法的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)40-41
- 4.2 床身外部尺寸參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)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(xué)模型42-43
- 4.2.3 床身外部尺寸優(yōu)化的計(jì)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(jì)分析47-54
- 4.3.1 基于截面拓?fù)鋬?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(xué)模型49-51
- 4.3.3 床身筋格尺寸的優(yōu)化計(jì)算與結(jié)果分析51-54
- 4.4 本章小結(jié)54-55
- 第5章 整機(jī)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)動(dòng)靜態(tài)特性分析55-61
- 5.1 整機(jī)優(yōu)化后的有限元模型55-56
- 5.2 整機(jī)優(yōu)化后的靜力學(xué)分析56-58
- 5.3 整機(jī)優(yōu)化后的動(dòng)力學(xué)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(xiàn)63-66
- 在學(xué)研究成果66-67
- 致謝67
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):608788
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