發(fā)布時間：2017-09-01 06:08

  本文關(guān)鍵詞：關(guān)節(jié)軸承試驗機機身的有限元分析與優(yōu)化設(shè)計

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【摘要】：關(guān)節(jié)軸承具有自調(diào)心、承載力高、壽命長等優(yōu)點,普遍運用于工程機械、航天航空等領(lǐng)域。關(guān)節(jié)軸承試驗機可進(jìn)行壽命、可靠性、摩擦磨損機理的研究。關(guān)節(jié)軸承試驗機的機身作為承受全部加載力的部分,機身的性能對于試驗機的工作有很大的影響。本文運用現(xiàn)代設(shè)計與仿真分析方法對機身進(jìn)行有限元分析,對其動態(tài)性能和失荷振動進(jìn)行模擬研究,最后進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計,對于保證軸承壽命試驗機完成各項功能具有重要意義。首先,對試驗機機身進(jìn)行了受力分析,角剛度計算以及強度的校核。從機身振動和變形的角度出發(fā)說明了試驗機機身分析的必要性。其次,對試驗機機身進(jìn)行有限元分析,得到機身在滿載下各部位變形和應(yīng)力分布狀況,同時計算出原機身的角變形。結(jié)果表明試驗機機身處于安全狀態(tài),但結(jié)構(gòu)冗余比較大,分析結(jié)果為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供參考依據(jù)。再次,以研究關(guān)節(jié)軸承壽命試驗機的動態(tài)性能為目標(biāo),一方面對試驗機機身進(jìn)行了模態(tài)分析,獲得了固有振動頻率和相應(yīng)的振型,分析了每種振型對試驗機工作的影響;另一方面對試驗機由于實驗夾具突然斷裂而引起的失荷造成試驗機的振動進(jìn)行了分析,得到了能夠減輕機器振動的兩個主要因素;最后基于試驗機動態(tài)分析結(jié)果給出減振隔振的措施和內(nèi)置油箱設(shè)計。最后,以試驗機機身質(zhì)量為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化,對試驗機的機身進(jìn)行參數(shù)化建模并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。用以機身質(zhì)量為目標(biāo)的尺寸優(yōu)化以及形狀優(yōu)化兩種優(yōu)化方法尋求機身的理想結(jié)構(gòu),并對兩種優(yōu)化方法得到的結(jié)果進(jìn)行分析。與原方案對比,機身的質(zhì)量都有明顯的減少,但其變形量和應(yīng)力狀態(tài)與原機身沒有很大差別并且都在安全范圍之內(nèi),最后得到試驗機機身合理的結(jié)構(gòu)形式。
【關(guān)鍵詞】：關(guān)節(jié)軸承壽命試驗機 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 模態(tài)分析 振動分析
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH87
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 課題研究背景10-12
• 1.1.1 關(guān)節(jié)軸承的概述10-11
• 1.1.2 關(guān)節(jié)軸承試驗機11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向12-15
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 發(fā)展方向14-15
• 1.3 本課題研究的目的和意義15
• 1.4 本論文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 試驗機機身的力學(xué)分析17-26
• 2.1 試驗機組成及工作原理17-18
• 2.1.1 試驗機的組成及機身的受力環(huán)境17-18
• 2.1.2 試驗機的工作原理18
• 2.2 試驗機機身的分析18-24
• 2.2.1 C型機身的特點19
• 2.2.2 試驗機機身力學(xué)計算與分析19-24
• 2.3 試驗機機身力學(xué)性能對使用性能的影響24
• 2.3.1 機身振動對試驗機使用性能的影響24
• 2.3.2 機身變形對使用性能的影響24
• 2.4 本章小結(jié)24-26
• 第3章 試驗機機身靜態(tài)有限元分析26-38
• 3.1 有限元分析的理論基礎(chǔ)26-28
• 3.1.1 有限元法的基本思想26-27
• 3.1.2 有限元法的分析步驟27-28
• 3.1.3 有限元分析軟件ANSYS Workbench簡介28
• 3.2 有限元模型的建立28-31
• 3.2.1 試驗機機身實體模型的建立29-30
• 3.2.2 材料及單元類型的選擇30
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.2.4 工作載荷及約束的施加31
• 3.3 試驗機機身靜態(tài)有限元結(jié)果分析31-36
• 3.3.1 變形場分析31-33
• 3.3.2 應(yīng)力場分析33-34
• 3.3.3 角變形及角剛度的計算34-36
• 3.4 基于試驗機機身靜態(tài)有限元分析結(jié)果的機身改進(jìn)設(shè)計36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 機身結(jié)構(gòu)動態(tài)性能分析38-56
• 4.1 試驗機機身部分的模態(tài)分析38-42
• 4.1.1 模態(tài)分析的理論基礎(chǔ)38-39
• 4.1.2 ANSYS模態(tài)分析基本步驟39-40
• 4.1.3 試驗機機身模態(tài)分析結(jié)果40-42
• 4.2 試驗機失荷振動分析與仿真計算42-51
• 4.2.1 虛擬樣機技術(shù)42-44
• 4.2.2 試驗機失荷的振動過程及致振機理研究44-45
• 4.2.3 試驗機突然失荷時力學(xué)模型建立45-46
• 4.2.4 ADAMS振動仿真過程46-49
• 4.2.5 仿真結(jié)果分析49-51
• 4.3 試驗機減振研究仿真51-54
• 4.4 基于試驗機動態(tài)特性分析結(jié)果的試驗機改進(jìn)設(shè)計54-55
• 4.4.1 試驗機的減振措施54
• 4.4.2 內(nèi)置油箱設(shè)計54-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第5章 試驗機機身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計56-71
• 5.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法56-57
• 5.2 試驗機機身以機身質(zhì)量為目標(biāo)的尺寸優(yōu)化57-64
• 5.2.1 優(yōu)化前設(shè)置57-59
• 5.2.2 優(yōu)化結(jié)果分析59-64
• 5.3 機身形狀優(yōu)化64-69
• 5.3.1 形狀優(yōu)化簡介65
• 5.3.2 試驗機機身的形狀優(yōu)化設(shè)計65-69
• 5.4 優(yōu)化結(jié)果對比及試驗機機身的綜合優(yōu)化69-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)論71-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76

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2 余明靜;第一屆新三思試驗機與試驗技術(shù)論壇正式開幕[J];實驗技術(shù)與管理;2005年09期

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4 ;第一屆新三思試驗機與試驗技術(shù)論壇正式開幕[J];工程質(zhì)量;2005年09期

5 李春明;;《試驗技術(shù)與試驗機》的新生——寫在《試驗技術(shù)與試驗機》創(chuàng)刊45周年之際[J];試驗技術(shù)與試驗機;2006年01期

6 ;淺談試驗機[J];環(huán)境技術(shù);2006年06期

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1 王洪年;;電子試驗機的誤差來源分析[A];2013年江蘇省計量測試學(xué)會學(xué)術(shù)會議論文集[C];2013年

2 韋淡平;蘭曉艷;;模擬試驗機的分類、特點和在高檔油品研發(fā)中的應(yīng)用[A];第八屆全國摩擦學(xué)大會論文集[C];2007年

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5 陳有林;曾飛;;電動抗折試驗機負(fù)荷示值誤差測量不確定度評定[A];2008年江蘇省計量測試學(xué)術(shù)論文集[C];2008年

6 陳超;;試驗機強度測試偏差研究[A];全國冶金自動化信息網(wǎng)2009年會論文集[C];2009年

7 李榮鋒;Q糜，

本文編號：770377