本文關(guān)鍵詞：基于有限元的機床床身部件結(jié)構(gòu)特性分析與優(yōu)化設計

  更多相關(guān)文章： 有限元分析 元結(jié)構(gòu) 模態(tài)分析 固有頻率

【摘要】：在一個數(shù)控機床產(chǎn)品中,最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)零件就是機床的床身。機床的床身上裝配著其它所有的零部件,承受著較大的載荷。因而,機床床身應該具有足夠的強度、剛度和良好的動態(tài)性能。床身的動靜態(tài)性能指標的高低會對整機的性能指標產(chǎn)生重要的影響。同時也影響著加工產(chǎn)品的質(zhì)量,因此設計者應該著重對床身進行動靜態(tài)設計。本文對GT650專用數(shù)控機床床身進行動靜態(tài)特性分析,并進行結(jié)構(gòu)改進優(yōu)化,具體內(nèi)容如下:根據(jù)設計圖紙,將GT650機床的床身在SOLIDWORKS軟件中進行建模,然后導入到軟件ANSYS中,利用軟件中的靜力分析模塊,獲得床身靜力作用下的最大位移變形量與應力分布情況,為床身的結(jié)構(gòu)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。其次,通過對床身進行模態(tài)分析,提取前六階的固有頻率與主振型,找到了床身的薄弱環(huán)節(jié)。利用元結(jié)構(gòu)優(yōu)化的思想,分析得出動態(tài)特性較好的元結(jié)構(gòu),并對其各個參數(shù)進行分析得到了較合理的參數(shù)范圍。以不提高機床床身的重量為前提,提高床身的固有頻率為優(yōu)化目標,將優(yōu)化后的元結(jié)構(gòu)應用到床身的筋板布局中,提高了床身低階的固有頻率。在此基礎(chǔ)之上,依據(jù)床身的整體特性,將床身中部開一個方孔,并在床身底部增加地腳螺栓約束,再次改進了床身的結(jié)構(gòu),提高了床身的固有頻率與動態(tài)性能。
【關(guān)鍵詞】：有限元分析 元結(jié)構(gòu) 模態(tài)分析 固有頻率
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題的背景和意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.3 存在問題及研究發(fā)展趨勢11-12
• 1.4 論文主要研究內(nèi)容12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第2章 有限元分析理論基礎(chǔ)14-24
• 2.1 有限元的發(fā)展與應用14-15
• 2.2 有限元法的實現(xiàn)過程15-16
• 2.3 有限元軟件簡介16-19
• 2.3.1 ANSYS發(fā)展過程16-17
• 2.3.2 ANSYS軟件的功能及特點17
• 2.3.3 ANSYS軟件分析過程17-19
• 2.4 靜力分析理論基礎(chǔ)19-21
• 2.4.1 預處理階段19-21
• 2.4.2 求解階段21
• 2.4.3 后處理階段21
• 2.5 模態(tài)分析理論基礎(chǔ)21-23
• 2.6 本章小結(jié)23-24
• 第3章 機床床身建模與動靜態(tài)特性分析24-34
• 3.1 機床床身模型建立24-26
• 3.1.1 床身幾何模型建模24
• 3.1.2 有限元建模的基本問題24-25
• 3.1.3 有限元單元選取網(wǎng)格生成25-26
• 3.2 床身靜力學分析26-28
• 3.2.1 床身的受力分析27
• 3.2.2 施加邊界條件與載荷約束27
• 3.2.3 結(jié)果分析27-28
• 3.3 床身動態(tài)特性分析28-33
• 3.3.1 模態(tài)分析計算步驟28-29
• 3.3.2 模態(tài)分析結(jié)果29-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 床身結(jié)構(gòu)改進設計34-51
• 4.1 床身優(yōu)化設計方法34-36
• 4.2 基于元結(jié)構(gòu)對筋板布局的研究36-46
• 4.2.1 元結(jié)構(gòu)介紹與形狀選擇36-37
• 4.2.2 元結(jié)構(gòu)參數(shù)分析研究37-45
• 4.2.3 驗證元結(jié)構(gòu)布局筋板的合理性45-46
• 4.3 基于元結(jié)構(gòu)的床身改進設計46-47
• 4.4 基于床身整體特性的改進設計47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論51-52
• 參考文獻52-55
• 在學研究成果55-56
• 致謝56

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本文編號：899796