本文關(guān)鍵詞：立式加工中心靜動態(tài)特性分析及關(guān)鍵部件優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自從加工中心面世以來,加工中心因其高效、高速、高精度等特點(diǎn),在航空航天、工程機(jī)械、船舶、汽車、模具等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。而實(shí)現(xiàn)高速高精的加工要求需要機(jī)床具有良好的靜動態(tài)特性。因此對加工中心關(guān)鍵部件及整機(jī)進(jìn)行靜動態(tài)特性分析已成為設(shè)計(jì)的必要環(huán)節(jié),為提高機(jī)床整體性能提供了技術(shù)支持。 在分析總結(jié)國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床靜動特性分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)研究進(jìn)展基礎(chǔ)上,本文以某款立式加工中心作為研究對象,利用ANSYS Workbench軟件分析加工中心的靜動態(tài)特性,并對關(guān)鍵部件橫梁進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要進(jìn)行以下幾個方面的研究： 首先,闡述了有限元法的基本思想和原理,總結(jié)了運(yùn)用有限元方法進(jìn)行靜力分析和動態(tài)分析的理論方法,介紹了有限元軟件ANSYS Workbench平臺的功能和使用。 其次,運(yùn)用三維建模軟件Pro/E對機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理的幾何模型簡化,利用軟件接口導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS Workbench中建立了加工中心關(guān)鍵部件及整機(jī)的有限元模型。 然后,通過施加載荷和約束邊界,對關(guān)鍵部件和整機(jī)進(jìn)行靜力分析,得到各部件和整機(jī)的變形云圖和應(yīng)力分布云圖。通過對關(guān)鍵部件和整機(jī)進(jìn)行模態(tài)分析,得到低階固有頻率和振型,找出機(jī)床的薄弱環(huán)節(jié),避免共振帶來的損失。 最后,采用拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法對橫梁部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。基于Hyper Works軟件的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果,對橫梁進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。分析結(jié)果顯示,新方案較原方案相比,不僅減輕了重量,還有效提高橫梁的靜動態(tài)性能,取得了很好的優(yōu)化效果。 本文對立式加工中心的靜動特性分析和拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)的研究應(yīng)用可為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供有效的參考。
【關(guān)鍵詞】：加工中心 有限元分析 靜力分析 動態(tài)特性分析 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-16
• 1.1 課題的研究背景10-11
• 1.2 機(jī)床靜動力學(xué)分析研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究進(jìn)展12-14
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容與工作14-16
• 2 基于有限元理論的靜動力學(xué)分析方法16-23
• 2.1 有限元方法簡介16
• 2.2 結(jié)構(gòu)動態(tài)有限元方程16-18
• 2.2.1 單元的動力學(xué)方程16-18
• 2.2.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)的動力學(xué)方程18
• 2.3 靜力學(xué)分析理論及方法18-19
• 2.4 動力學(xué)分析理論及方法19-21
• 2.5 有限元軟件介紹21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 3 加工中心有限元方法建模23-30
• 3.1 加工中心介紹23-24
• 3.2 加工中心的實(shí)體建模24-26
• 3.3 加工中心的有限元建模26-29
• 3.3.1 設(shè)定材料屬性26-27
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分27-28
• 3.3.3 邊界約束28
• 3.3.4 載荷施加28-29
• 3.3.5 結(jié)合面處理29
• 3.4 本章小結(jié)29-30
• 4 加工中心的靜力學(xué)分析30-38
• 4.1 加工中心靜力學(xué)分析思路30-31
• 4.2 切削載荷計(jì)算31-32
• 4.3 關(guān)鍵部件的靜力分析32-35
• 4.3.1 主軸箱靜力分析32
• 4.3.2 滑枕靜力分析32-33
• 4.3.3 橫梁靜力分析33-34
• 4.3.4 立柱靜力分析34-35
• 4.3.5 床身靜力分析35
• 4.4 加工中心整機(jī)的靜力分析35-37
• 4.5 本章小結(jié)37-38
• 5 加工中心的動態(tài)特性分析38-47
• 5.1 關(guān)鍵部件的模態(tài)分析38-44
• 5.1.1 主軸箱模態(tài)分析38-39
• 5.1.2 滑枕模態(tài)分析39-41
• 5.1.3 橫梁模態(tài)分析41-42
• 5.1.4 立柱模態(tài)分析42-43
• 5.1.5 床身模態(tài)分析43-44
• 5.2 加工中心整機(jī)的模態(tài)分析44-46
• 5.3 本章小結(jié)46-47
• 6 加工中心橫梁結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)47-59
• 6.1 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)理論及方法47-50
• 6.1.1 拓?fù)鋬?yōu)化基本原理47-48
• 6.1.2 拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型48-49
• 6.1.3 拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)流程49-50
• 6.2 橫梁結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化50-54
• 6.2.1 建立拓?fù)鋬?yōu)化模型50-51
• 6.2.2 約束條件51
• 6.2.3 載荷條件51-52
• 6.2.4 工況分析52-53
• 6.2.5 優(yōu)化計(jì)算53
• 6.2.6 查看優(yōu)化結(jié)果53-54
• 6.3 橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)54-55
• 6.4 優(yōu)化結(jié)果對比55-58
• 6.4.1 靜剛度比較55-56
• 6.4.2 動態(tài)特性比較56-58
• 6.5 本章小結(jié)58-59
• 結(jié)論59-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況64-65
• 致謝65-66

【引證文獻(xiàn)】

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張福慶;整體葉盤磨拋機(jī)床虛擬樣機(jī)研究[D];吉林大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：立式加工中心靜動態(tài)特性分析及關(guān)鍵部件優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：387832