本文關(guān)鍵詞：基于ABAQUS的加工中心大型橫梁有限元分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：某加工中心的部件橫梁剛度不足，致使被加工的工件的表面產(chǎn)生波紋狀刀痕。針對上述情況，首先使用Solidworks建模，然后導入有限元分析軟件abaqus中，對該橫梁進行靜、動態(tài)性能的分析，根據(jù)分析結(jié)果，首先調(diào)整邊界約束條件，然后依據(jù)橫梁的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對其質(zhì)量影響的靈敏度分析報告，以及該加工中心所屬廠方的改進要求，對橫梁的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)進行調(diào)整，調(diào)整后的模型再次導入abaqus中分析，依據(jù)分析結(jié)果,重復調(diào)整尺寸參數(shù)，直至橫梁的剛度和質(zhì)量均達到預期要求�；谠Y(jié)構(gòu)思想對上述優(yōu)化過的橫梁模型，進行再次優(yōu)化。本文對橫梁的靜態(tài)分析包括：強度分析，剛度分析。強度分析用第一強度理論。本文動態(tài)分析指的是模態(tài)分析，取橫梁的前五階振型進行研究。橫梁各部分尺寸參數(shù)眾多，全部優(yōu)化不切實際，基于此種情況，選擇對那些對橫梁質(zhì)量影響最大參數(shù)，依據(jù)對這些參數(shù)的靈敏度分析報告，調(diào)整靈敏度值最大的參數(shù)。尺寸參數(shù)經(jīng)過上述優(yōu)化調(diào)整后，結(jié)構(gòu)優(yōu)化空間依然很大，因此利用元結(jié)構(gòu)思想，構(gòu)建四種新的元結(jié)構(gòu)，把它們的無約束模態(tài)分析的低階固有頻率與原始的原結(jié)構(gòu)作對比。用優(yōu)選的元結(jié)構(gòu)再次構(gòu)造橫梁模型，，把該重構(gòu)模型的無約束模態(tài)分析的低階固有頻率與橫梁原始模型作對比，對比發(fā)現(xiàn)：低階固有頻率有一定提高。經(jīng)過上述優(yōu)化，橫梁結(jié)構(gòu)性能大為改善。
【關(guān)鍵詞】：橫梁 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 元結(jié)構(gòu)
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 國內(nèi)機床現(xiàn)狀與發(fā)展綜述10
• 1.1.1 國家政策與規(guī)劃10
• 1.1.2 機床行業(yè)發(fā)展的空間10
• 1.1.3 國內(nèi)機床發(fā)展前景10
• 1.2 數(shù)控加工中心機床簡介10-11
• 1.3 加工中心部件研究現(xiàn)狀11-12
• 1.4 關(guān)于本課題的相關(guān)研究內(nèi)容介紹12-14
• 1.4.1 課題來源及所研究的對象12
• 1.4.2 研究內(nèi)容及文章結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 有限元理論及 CAE 軟件 ABAQUS 簡介14-19
• 2.1 有限元法的理論概要14-16
• 2.1.1 有限元方法的基本思想14
• 2.1.2 有限元方法的理論方法與實際應(yīng)用的方法14
• 2.1.3 有限元理論方法的分析步驟14-16
• 2.2 有限元分析軟件 ABAQUS 介紹16-18
• 2.2.1 ABAQUS 的優(yōu)勢表現(xiàn)16-17
• 2.2.2 ABAQUS 的產(chǎn)品模塊及相互關(guān)系17-18
• 2.2.3 ABAQUS 的分析步驟18
• 2.3 第二章小結(jié)18-19
• 第三章 加工中心部件橫梁模型的建立19-24
• 3.1 CAD 模型的建立19-20
• 3.1.1 CAD 建模軟件的選擇19
• 3.1.2 SolidWorks 實體建模的過程19-20
• 3.1.3 橫梁幾何模型的簡化20
• 3.2 CAD 模型導入 ABAQUS 中20-21
• 3.3 橫梁模型的網(wǎng)格劃分21-23
• 3.4 第三章小結(jié)23-24
• 第四章 橫梁的有限元分析24-34
• 4.1 梁材料、約束及外部載荷24-26
• 4.1.1 材料選擇24
• 4.1.2 約束24-25
• 4.1.3 外部載荷25-26
• 4.2 橫梁強度分析26-27
• 4.2.1 第一強度理論概述26
• 4.2.2 橫梁靜力分析的強度結(jié)果及校核26-27
• 4.3 橫梁剛度分析27-29
• 4.4 模態(tài)分析29-32
• 4.5 第四章小結(jié)32-34
• 第五章 橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計34-49
• 5.1 加工中心結(jié)構(gòu)的調(diào)整34-37
• 5.2 橫梁九大主要參數(shù)靈敏度分析37-38
• 5.3 基于靈敏度分析結(jié)果的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)優(yōu)化調(diào)整38-48
• 5.3.1 結(jié)構(gòu)尺寸調(diào)整方案38
• 5.3.2 八大壁厚參數(shù)的一次性調(diào)整38-40
• 5.3.3 筋板厚度的調(diào)整40-48
• 5.4 橫梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果及分析48
• 5.5 第五章小結(jié)48-49
• 第六章 基于元結(jié)構(gòu)的橫梁結(jié)構(gòu)動態(tài)再優(yōu)化設(shè)計49-61
• 6.1 元結(jié)構(gòu)的基本思想49
• 6.2 橫梁元結(jié)構(gòu)設(shè)計思路49
• 6.3 五種橫梁元結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能分析與比較49-58
• 6.3.1 橫梁原始元結(jié)構(gòu)動態(tài)分析49-51
• 6.3.2 出砂孔為一個正方形加兩個矩形的元結(jié)構(gòu)的動態(tài)分析51-52
• 6.3.3 元結(jié)構(gòu)二的動態(tài)分析52-54
• 6.3.4 元結(jié)構(gòu)三的動態(tài)分析54-56
• 6.3.5 元結(jié)構(gòu)四的動態(tài)分析56
• 6.3.6 五種元結(jié)構(gòu)的動態(tài)分析數(shù)據(jù)比較56-58
• 6.4 按優(yōu)選的元結(jié)構(gòu)建立的橫梁模型動態(tài)性能分析58-60
• 6.5 結(jié)論60
• 6.6 第六章小結(jié)60-61
• 第七章 結(jié)論與展望61-62
• 7.1 研究得出的主要結(jié)論61
• 7.2 研究展望61-62
• 參考文獻62-65
• 發(fā)表論文和科研情況說明65-66
• 致謝66-67

【參考文獻】

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本文編號：417351