隨著現(xiàn)代工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)床產(chǎn)品也日益向著高速、高效、高精度和自動(dòng)化方向發(fā)展,良好的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)性能要求己經(jīng)成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中的重要優(yōu)化指標(biāo)之一。以有限元方法和模態(tài)分析理論為支撐的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,己經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)床設(shè)計(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 本文首先綜述了課題的背景和意義以及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,并指出了用有限元方法進(jìn)行機(jī)床設(shè)計(jì)和改進(jìn)的新思路和重要意義,為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。 選取了CAD三維造型軟件Solidworks和有限元分析軟件ANSYS建立了立柱結(jié)構(gòu)的有限元模型,進(jìn)而對(duì)整體立柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)特性分析,在此基礎(chǔ)上優(yōu)選出靜、動(dòng)態(tài)性能較為優(yōu)越的十字型筋板布局方案。然后通過(guò)改變壁板厚度和筋板的厚度以及高度,對(duì)整體立柱進(jìn)行了靈敏度分析,表明改變這三類(lèi)參數(shù)對(duì)立柱的動(dòng)態(tài)特性影響不大。應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法,最終確定了立柱的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。 在機(jī)床的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)階段,運(yùn)用有限元理論和模態(tài)分析理論,對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)性能做出分析預(yù)測(cè)并運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行優(yōu)化,對(duì)于新機(jī)床工作性能的改善、加工精度的提高、開(kāi)發(fā)周期的縮短和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的增強(qiáng)無(wú)疑是十分重要的。

【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TG537
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題背景13-15
• 1.2 課題來(lái)源15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及鏜銑床技術(shù)現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 國(guó)外的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.3 國(guó)內(nèi)外鏜銑床技術(shù)現(xiàn)狀17-18
• 1.4 本課題的意義18-20
• 1.4.1 TK6916 數(shù)控落地鏜銑床簡(jiǎn)介18-19
• 1.4.2 針對(duì)此型機(jī)床立柱結(jié)構(gòu)優(yōu)化的意義19-20
• 1.5 本課題采用的研究方法與工作流程20-21
• 1.5.1 研究方法20
• 1.5.2 工作流程20-21
• 1.6 本章小結(jié)21-22
• 第二章 機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析基礎(chǔ)22-27
• 2.1 有限元方法的基本思想和原理22
• 2.2 有限元方法的發(fā)展和應(yīng)用22-24
• 2.3 結(jié)構(gòu)分析的有限元方法24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 立柱結(jié)構(gòu)的三維建模及有限元建模27-33
• 3.1 有限元分析軟件的選擇27-28
• 3.2 建立立柱結(jié)構(gòu)實(shí)體模型28-30
• 3.2.1 選擇 CAD 實(shí)體模型軟件28-29
• 3.2.2 建立模型并簡(jiǎn)化29-30
• 3.3 建立立柱有限元模型30-32
• 3.3.1 導(dǎo)入模型30
• 3.3.2 定義單元屬性30-32
• 3.3.3 劃分網(wǎng)格32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第四章 立柱結(jié)構(gòu)靜力分析33-42
• 4.1 ANSYS 線性靜力分析的基本步驟33-34
• 4.2 計(jì)算載荷與施加邊界條件34-37
• 4.2.1 計(jì)算載荷34-35
• 4.2.2 施加邊界條件和載荷35-37
• 4.3 求解計(jì)算與分析結(jié)果37-41
• 4.3.1 剛度分析37-39
• 4.3.2 應(yīng)力分析39-40
• 4.3.3 模型與計(jì)算結(jié)果精度分析40-41
• 4.4 本章小結(jié)41-42
• 第五章 立柱結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性分析42-48
• 5.1 模態(tài)分析理論介紹42-43
• 5.2 計(jì)算方法的介紹43
• 5.3 模態(tài)分析計(jì)算步驟43-45
• 5.3.1 建立模型43-44
• 5.3.2 設(shè)置分析類(lèi)型和選項(xiàng)44
• 5.3.3 施加動(dòng)力分析載荷并求解44
• 5.3.4 查看結(jié)果44-45
• 5.4 模態(tài)計(jì)算結(jié)果45-47
• 5.5 模態(tài)計(jì)算結(jié)果分析47-48
• 第六章 立柱的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)48-69
• 6.1 引言48
• 6.2 選型優(yōu)化48-53
• 6.3 立柱設(shè)計(jì)參數(shù)的靈敏度分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)53-58
• 6.3.1 結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性靈敏度分析53
• 6.3.2 立柱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的靈敏度分析53-56
• 6.3.3 立柱結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與檢驗(yàn)56-58
• 6.4 立柱結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化58-67
• 6.4.1 優(yōu)化技術(shù)概述58
• 6.4.2 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法58-61
• 6.4.3 本課題拓?fù)鋬?yōu)化方法的選取61
• 6.4.4 用于拓?fù)鋬?yōu)化的立柱有限元模型的建立61-62
• 6.4.5 以靜態(tài)參數(shù)為約束的立柱拓?fù)鋬?yōu)化62
• 6.4.6 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果62-64
• 6.4.7 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果驗(yàn)證64-67
• 6.5 本章小結(jié)67-69
• 第七章 總結(jié)與展望69-71
• 7.1 總結(jié)69
• 7.2 展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-73
• 在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文73-74

【參考文獻(xiàn)】

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