本文關(guān)鍵詞：基于有限元的3-TPT并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：并聯(lián)機(jī)床是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的新型機(jī)床，與傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床相比，并聯(lián)機(jī)床具有剛度重量比大、響應(yīng)速度快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和技術(shù)附加值高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)越來(lái)越趨近于CAD／CAM／CAE的一體化。有限元技術(shù)用于指導(dǎo)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使機(jī)床在強(qiáng)度和剛度方面滿足要求，同時(shí)可以降低機(jī)床床身的重量，使床身輕量化。本文的研究對(duì)象是東北大學(xué)研制的3-TPT并聯(lián)機(jī)床，在模型的構(gòu)建上，采用了三維畫圖軟件Solidworks，在Solidworks完成機(jī)床的幾何建模，，然后導(dǎo)入到ANSYS中進(jìn)行修改，以使模型得到合理的簡(jiǎn)化。同時(shí)根據(jù)機(jī)床工作位置的不同建立了三種位姿的有限元模型，分別對(duì)機(jī)床的三種位姿進(jìn)行了靜力、靜剛度和模態(tài)分析。具體包括以下主要內(nèi)容： (1) 敘述了本課題研究的目的意義，回顧了并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展歷史，論述了并聯(lián)機(jī)床國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。簡(jiǎn)要概述了有限單元法的基本思想以及應(yīng)用概況，介紹了ANSYS軟件的功能和特點(diǎn)。 (2) 詳細(xì)闡述了三維有限單元法在并聯(lián)機(jī)床上的應(yīng)用，建立了三維有限單元的應(yīng)力應(yīng)變方程和單元?jiǎng)偠染仃嚕瑸闄C(jī)床有限元模型的建立奠定了理論基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上研究建立了并聯(lián)機(jī)床的有限元模型。 (3) 分析了并聯(lián)機(jī)床的承受靜力時(shí)的受力特點(diǎn)。通過(guò)應(yīng)用ANSYS有限元軟件對(duì)并聯(lián)機(jī)床進(jìn)行了靜力分析，得出了機(jī)床主架和整機(jī)在不同位姿時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變圖，分析了機(jī)床應(yīng)力分布規(guī)律。 (4) 根據(jù)并聯(lián)機(jī)床的靜剛度理論，對(duì)并聯(lián)機(jī)床進(jìn)行了有限元?jiǎng)偠确治觯贸隽藱C(jī)床不同位姿時(shí)的機(jī)床主架和整機(jī)的變形圖和剛度值，同時(shí)根據(jù)在并聯(lián)機(jī)床有平行機(jī)構(gòu)和沒(méi)有平行機(jī)構(gòu)的情況下的剛度結(jié)果的分析，指出了平行機(jī)構(gòu)對(duì)并聯(lián)機(jī)床的剛度的影響。 (5) 運(yùn)用了有限元的模態(tài)分析理論和ANSYS軟件中模態(tài)分析功能，對(duì)機(jī)床進(jìn)行了模態(tài)分析，研究了機(jī)床模態(tài)分析的各階振型及其振動(dòng)特性。
【關(guān)鍵詞】：并聯(lián)機(jī)床 有限元 ANSYS 靜力分析 剛度分析 模態(tài)分析
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 聲明3
• 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書3-4
• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 本課題研究的目的意義9-11
• 1.2 并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀11-15
• 1.3 有限元分析方法及應(yīng)用15-18
• 1.3.1 有限元分析方法15-17
• 1.3.2 ANSYS有限元軟件17-18
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 并聯(lián)機(jī)床的有限元建模分析20-33
• 2.1 前言20-21
• 2.2 三維單元?jiǎng)偠染仃?/span>21-26
• 2.2.1 三維應(yīng)力和應(yīng)變21-23
• 2.2.2 四面體應(yīng)力單元的剛度矩陣23-26
• 2.3 應(yīng)用有限元方法的有關(guān)原則26-27
• 2.3.1 離散化的基本原則26
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分的原則26-27
• 2.4 機(jī)床有限元模型的建立27-32
• 2.4.1 ANSYS實(shí)體建模方法27-28
• 2.4.2 ANSYS計(jì)算分析過(guò)程28
• 2.4.3 機(jī)床有限元模型的建立過(guò)程28-32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第三章 并聯(lián)機(jī)床的靜力特性分析33-52
• 3.1 前言33
• 3.2 機(jī)床的靜力學(xué)分析33-37
• 3.2.1 機(jī)床機(jī)架受力分析34-36
• 3.2.2 平行機(jī)構(gòu)受力分析36-37
• 3.3 并聯(lián)機(jī)床的ANSYS靜力分析37-51
• 3.3.1 機(jī)床位姿一的靜力分析37-42
• 3.3.2 機(jī)床位姿二的靜力分析42-47
• 3.3.3 機(jī)床位姿三的靜力分析47-51
• 3.4 本章小結(jié)51-52
• 第四章 并聯(lián)機(jī)床的靜剛度分析52-67
• 4.1 機(jī)床靜剛度的理論基礎(chǔ)52-53
• 4.2 并聯(lián)機(jī)床靜剛度仿真53-65
• 4.2.1 機(jī)床位姿一的靜剛度分析53-57
• 4.2.2 機(jī)床位姿二的靜剛度分析57-61
• 4.2.3 機(jī)床位姿三的靜剛度分析61-65
• 4.3 并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)的優(yōu)化65-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 并聯(lián)機(jī)床的模態(tài)分析67-78
• 5.1 前言67
• 5.2 有限元中模態(tài)分析的有關(guān)理論67-69
• 5.2.1 模態(tài)分析的基本理論67-68
• 5.2.2 模態(tài)提取方法68-69
• 5.3 并聯(lián)機(jī)床的模態(tài)分析及結(jié)果69-77
• 5.3.1 載荷處理及邊界約束條件70
• 5.3.2 模態(tài)計(jì)算結(jié)果70-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 致謝83-84
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況84

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