本文關(guān)鍵詞：龍門數(shù)控機(jī)床定梁龍門框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

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【摘要】：龍門加工中心因其具有加工跨距大、效率高、剛度好、加工零件精度高等特點(diǎn),被廣泛運(yùn)用于大型零件的生產(chǎn)制造之中。龍門加工中心各零部件的靜、動(dòng)態(tài)性能很大程度上決定了龍門加工中心的加工性能。本文以定梁龍門加工中心作為研究對象,利用有限元分析軟件ANSYS Workbench對其龍門框架進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)。本文完成的主要工作如下:(1)通過結(jié)合Workbench有限元分析軟件,基于對烏龜殼的結(jié)構(gòu)仿生,設(shè)計(jì)了一種拱形與縱橫筋板相結(jié)合的新型橫梁筋板結(jié)構(gòu)。首先通過無筋板橫梁的應(yīng)力分布云圖和對烏龜殼的結(jié)構(gòu)仿生確定橫梁筋板結(jié)構(gòu),再通過拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)去除橫梁結(jié)構(gòu)的冗余質(zhì)量。筋板結(jié)構(gòu)確定后,通過優(yōu)化技術(shù),以橫梁的形變量、重量及固有頻率作為性能指標(biāo),對橫梁的關(guān)鍵尺寸進(jìn)行靈敏度分析,以達(dá)到對橫梁進(jìn)行優(yōu)化的目的。設(shè)計(jì)優(yōu)化后的新型筋板結(jié)構(gòu)橫梁與原型橫梁相比在性能上有了明顯的提升。(2)通過結(jié)合Workbench有限元分析軟件,重新設(shè)計(jì)了一種立柱筋板結(jié)構(gòu),以立柱的形變量、重量及固有頻率作為性能指標(biāo),對新的立柱筋板結(jié)構(gòu)關(guān)鍵尺寸進(jìn)行靈敏度分析,以得到最優(yōu)的立柱筋板結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)優(yōu)化后的改進(jìn)筋板結(jié)構(gòu)立柱與原型立柱相比靜、動(dòng)態(tài)性能有了明顯的提升。(3)基于虛擬材料法,在橫梁和立柱之間添加一層虛擬材料,再對龍門框架整體進(jìn)行靜力學(xué)分析及模態(tài)分析。通過分析對比,龍門框架整體性能得到了明顯的提升。(4)針對拱形與縱橫肋條相結(jié)合的新型內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)橫梁,對兩種橫梁導(dǎo)軌布置形式進(jìn)行討論。首先對兩種橫梁進(jìn)行建模,再通過對橫梁進(jìn)行力學(xué)分析,分別確定兩種橫梁的受力狀況,最后通過Workbench有限元分析軟件,對兩種橫梁進(jìn)行靜態(tài)分析。分析結(jié)果表明,新型的內(nèi)部筋板結(jié)構(gòu)配合導(dǎo)軌豎直方向平行布置形式具有更優(yōu)的性能。
【學(xué)位授予單位】：江蘇理工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1202496