發(fā)布時間：2021-06-09 21:40

　　隨著深孔加工技術(shù)的發(fā)展,深孔加工機床向著高精度、高效率、智能化的方向發(fā)展。作為深孔機床的關(guān)鍵部件,主軸箱自身質(zhì)量以及它在工作時的靜動態(tài)性能會對深孔機床的加工性能產(chǎn)生重要的影響。傳統(tǒng)的深孔機床基礎(chǔ)件在結(jié)構(gòu)設(shè)計時多采用經(jīng)驗設(shè)計或類比設(shè)計,導(dǎo)致主軸箱結(jié)構(gòu)質(zhì)量冗余、體積粗大笨重而且?guī)硪欢ǖ募庸るy度,從而影響到機床的動靜態(tài)性能、工藝性能及加工性能。針對以上問題,本文以ZWKA2108深孔機床主軸箱為研究對象,通過建立三維模型,對主軸箱進行有限元靜動態(tài)分析,在此基礎(chǔ)上通過參數(shù)相關(guān)性分析得到對主軸箱質(zhì)量影響較大的參數(shù),通過響應(yīng)面優(yōu)化得到優(yōu)化后主軸箱的結(jié)構(gòu)尺寸及靜動態(tài)性能。最后對優(yōu)化后的主軸箱進行可靠性分析,定性定量的驗證優(yōu)化后主軸箱結(jié)構(gòu)是否合理,為后續(xù)機床關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的研究提供一定參考依據(jù)。研究內(nèi)容包括:（1）基于Solidworks和ANSYS Workbench對主軸箱進行有限元靜力學(xué)分析以及模態(tài)分析。在Solidworks中建立主軸箱的三維實體模型并參數(shù)化,將其導(dǎo)入ANSYS Workbench中對其進行有限元靜動態(tài)分析,得到主軸箱的應(yīng)力云圖和變形云圖,并提取主軸箱的前六階固有頻率以及振型圖。... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

本文技術(shù)路線圖

中北大學(xué)學(xué)位論文9圖2-1應(yīng)力一強度干涉圖Fig.2-1Stress-strengthinterferencediagram由應(yīng)力一強度干涉圖可以得到計算機械結(jié)構(gòu)可靠度的一般方法，如圖2-2所示圖2-2干涉模型原理圖Fig.2-2Schematicdiagramofinterferencemodel通過有限元分析理論，假設(shè)應(yīng)力在)(-，上是連續(xù)分布的隨機變量，然后對隨機變量應(yīng)力在)(-，進行連續(xù)的單元劃分，即把應(yīng)力在定義域)(-，的范圍內(nèi)劃分成n個小區(qū)間nsss,...,2,1，用每一個小區(qū)間的中值代表這個區(qū)間的應(yīng)力水平的大校當(dāng)應(yīng)力S恰好處于寬度為is的第i個區(qū)間時(用隨機事件iD表示)的概率近似為：iiiiiiisshssssDsPP)()22()((2-1)若求應(yīng)力小于強度的概率大小，應(yīng)當(dāng)使應(yīng)力取值為is時，機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的不發(fā)生失效的概率為（假設(shè)B為機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的可靠性概率）：isiiBPP)()()|(dSSfsSD(2-2)把應(yīng)力在)(-，看作是隨機變量，那么機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的可靠度值可以用式（2-3）進行表示：

中北大學(xué)學(xué)位論文9圖2-1應(yīng)力一強度干涉圖Fig.2-1Stress-strengthinterferencediagram由應(yīng)力一強度干涉圖可以得到計算機械結(jié)構(gòu)可靠度的一般方法，如圖2-2所示圖2-2干涉模型原理圖Fig.2-2Schematicdiagramofinterferencemodel通過有限元分析理論，假設(shè)應(yīng)力在)(-，上是連續(xù)分布的隨機變量，然后對隨機變量應(yīng)力在)(-，進行連續(xù)的單元劃分，即把應(yīng)力在定義域)(-，的范圍內(nèi)劃分成n個小區(qū)間nsss,...,2,1，用每一個小區(qū)間的中值代表這個區(qū)間的應(yīng)力水平的大校當(dāng)應(yīng)力S恰好處于寬度為is的第i個區(qū)間時(用隨機事件iD表示)的概率近似為：iiiiiiisshssssDsPP)()22()((2-1)若求應(yīng)力小于強度的概率大小，應(yīng)當(dāng)使應(yīng)力取值為is時，機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的不發(fā)生失效的概率為（假設(shè)B為機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的可靠性概率）：isiiBPP)()()|(dSSfsSD(2-2)把應(yīng)力在)(-，看作是隨機變量，那么機械結(jié)構(gòu)零部件或系統(tǒng)的可靠度值可以用式（2-3）進行表示：

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于拓?fù)鋬?yōu)化的TBT深孔鉆床主軸箱輕量化設(shè)計[J]. 馮鵬升,薄瑞峰,魯巖,沈興全.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2016(11)
[2]基于蒙特卡洛法的結(jié)構(gòu)可靠度預(yù)計[J]. 吳炳暉,襲建軍,宮娜.  機械制造與自動化. 2015(06)
[3]基于ANSYS-PDS制動盤幾何尺寸對頻率影響的靈敏性分析[J]. 林香.  汽車零部件. 2015(04)
[4]基于Ansys Workbench的工裝結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化[J]. 梁俊濤,張莉,梁濤.  現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備. 2014(02)
[5]立式加工中心床身結(jié)構(gòu)有限元分析與優(yōu)化[J]. 劉江,唐傳軍.  組合機床與自動化加工技術(shù). 2010(04)
[6]CK6310型數(shù)控機床主軸箱動態(tài)特性研究[J]. 張良,楊為,陳小安,劉德永.  機床與液壓. 2008(02)
[7]車架靜力試驗與有限元靜力分析[J]. 梁劍,劉穎.  機械研究與應(yīng)用. 2005(06)
[8]基于ANSYS的數(shù)控銑床主軸箱優(yōu)化設(shè)計[J]. 陳慶堂.  莆田學(xué)院學(xué)報. 2005(05)
[9]響應(yīng)面法的理論與應(yīng)用[J]. 王永菲,王成國.  中央民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(03)
[10]L-Z217深孔鉆床結(jié)構(gòu)的改進設(shè)計[J]. 嚴(yán)慧鋒,劉明強.  機械研究與應(yīng)用. 2005(04)

博士論文
[1]不確定結(jié)構(gòu)可靠性分析與優(yōu)化設(shè)計研究[D]. 喬心州.西安電子科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]數(shù)控銑床整機有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 張疆平.長春工業(yè)大學(xué) 2016
[2]機床主軸部件優(yōu)化及可靠性分析[D]. 周森.昆明理工大學(xué) 2014
[3]基于概率有限元數(shù)值模擬的結(jié)構(gòu)可靠性分析及軟件開發(fā)[D]. 于楊.中南大學(xué) 2011
[4]重型卡車駕駛室有限元分析及其拓?fù)鋬?yōu)化[D]. 汪振華.吉林大學(xué) 2008
[5]某型號特種車車架的特性分析[D]. 匡海華.山東科技大學(xué) 2007
[6]基于有限元法的門機結(jié)構(gòu)模糊隨機可靠性應(yīng)用研究[D]. 王小慧.西南交通大學(xué) 2007



本文編號：3221356