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

  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(jī)床產(chǎn)品中,最為關(guān)鍵的基礎(chǔ)零件就是機(jī)床的床身。機(jī)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(jī)床床身應(yīng)該具有足夠的強(qiáng)度、剛度和良好的動態(tài)性能。床身的動靜態(tài)性能指標(biāo)的高低會對整機(jī)的性能指標(biāo)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(shè)計(jì)者應(yīng)該著重對床身進(jìn)行動靜態(tài)設(shè)計(jì)。本文對GT650專用數(shù)控機(jī)床床身進(jìn)行動靜態(tài)特性分析,并進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)優(yōu)化,具體內(nèi)容如下:根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙,將GT650機(jī)床的床身在SOLIDWORKS軟件中進(jìn)行建模,然后導(dǎo)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(yīng)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(jìn)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(jìn)行分析得到了較合理的參數(shù)范圍。以不提高機(jī)床床身的重量為前提,提高床身的固有頻率為優(yōu)化目標(biāo),將優(yōu)化后的元結(jié)構(gòu)應(yīng)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(jìn)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(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(yīng)用14-15
• 2.2 有限元法的實(shí)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(diǎn)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(yù)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(jī)床床身建模與動靜態(tài)特性分析24-34
• 3.1 機(jī)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(xué)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(jì)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(jìn)設(shè)計(jì)34-51
• 4.1 床身優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yàn)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(jìn)設(shè)計(jì)46-47
• 4.4 基于床身整體特性的改進(jìn)設(shè)計(jì)47-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 第5章 結(jié)論51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 在學(xué)研究成果55-56
• 致謝56

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 倪曉宇,易紅,湯文成,倪中華;機(jī)床床身結(jié)構(gòu)的有限元分析與優(yōu)化[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2005年02期

2 王艷輝,伍建國,繆建成;精密機(jī)床床身的模態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)選[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2005年03期

3 陳振玉;;機(jī)床床身結(jié)構(gòu)動態(tài)分析與優(yōu)化[J];機(jī)械;2006年S1期

4 劉曉東;尹志宏;林天清;張明旭;;ANSYS Workbench集成研發(fā)平臺下的機(jī)床床身有限元分析[J];現(xiàn)代機(jī)械;2008年06期

5 王云霞;郭玉杰;;基于元結(jié)構(gòu)的機(jī)床床身結(jié)構(gòu)性能分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];組合機(jī)床與自動化加工技術(shù);2009年10期

6 劉世豪;葉文華;唐敦兵;陳蔚芳;;基于模糊綜合評判的機(jī)床床身多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];高技術(shù)通訊;2010年09期

7 王富強(qiáng);芮執(zhí)元;雷春麗;吳沁;;基于元結(jié)構(gòu)的精密機(jī)床床身結(jié)構(gòu)動態(tài)分析和優(yōu)化[J];機(jī)械設(shè)計(jì);2012年05期

8 徐凱;尹志宏;高軍;李曉園;張強(qiáng);;機(jī)床床身性能分析及方案優(yōu)選[J];中國制造業(yè)信息化;2012年09期

9 呂傳水;介紹一種機(jī)床床身矯形的新方法──延展法[J];機(jī)床;1980年01期

10 楊興文;防止機(jī)床床身變形[J];現(xiàn)代鑄鐵;1990年02期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 陳葉林;丁曉紅;郭春星;郭媛美;;機(jī)床床身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[A];結(jié)構(gòu)及多學(xué)科優(yōu)化工程應(yīng)用與理論研討會’2009（CSMO-2009）論文集[C];2009年

2 程景山;;靜載荷下組合機(jī)床床身變形的有限元計(jì)算[A];第三屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];1994年

3 翟鵬;王麗霞;宋文平;鄭永剛;;新型可重構(gòu)高抗振性機(jī)床床身的設(shè)計(jì)研究[A];晉冀豫鄂蒙川云貴甘滬湘魯十二省區(qū)市機(jī)械工程學(xué)會2007年學(xué)術(shù)年會論文集（山東、四川分冊）[C];2007年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 李路野;基于有限元的機(jī)床床身部件結(jié)構(gòu)特性分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];沈陽工業(yè)大學(xué);2015年

2 趙春燕;復(fù)合材料機(jī)床床身特性分析與試驗(yàn)研究[D];大連理工大學(xué);2008年

3 王富強(qiáng);精密機(jī)床床身的動態(tài)特性分析與優(yōu)化[D];蘭州理工大學(xué);2007年

4 譚奇鑫;大型機(jī)床床身充型凝固及鑄造熱應(yīng)力有限元分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2014年

5 屈濤;樹脂混凝土機(jī)床床身的動靜態(tài)特性研究[D];昆明理工大學(xué);2010年

6 郝世美;人造石精密機(jī)床床身動靜態(tài)性能研究及結(jié)構(gòu)強(qiáng)化[D];山東大學(xué);2013年

7 于文菡;雙軸精磨拋光機(jī)動態(tài)特性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

8 張秀華;大型工件超長平面銑鉆專用機(jī)床床身大梁與拖板的優(yōu)化分析[D];廣西大學(xué);2005年

，

本文編號：899796