本文關(guān)鍵詞：QYJ-5數(shù)控銑床關(guān)鍵件的特性分析與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控銑床 床身 滑鞍 有限元法 靜動(dòng)態(tài)特性 結(jié)構(gòu)優(yōu)化

【摘要】：隨著現(xiàn)代制造需求的發(fā)展,對(duì)數(shù)控機(jī)床在高速度、高精度、高效率等方面提出了更高的要求。這使得數(shù)控機(jī)床除了要具有良好的加工性能外,還要在加工穩(wěn)定性、輕量化等方面不斷做到精益求精。床身與滑鞍作為機(jī)床的重要組成部分,其靜動(dòng)態(tài)特性是影響機(jī)床加工性能的主要因素。因此,對(duì)數(shù)控機(jī)床關(guān)鍵件的靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析,從而對(duì)機(jī)床進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)具有很大的實(shí)際意義。本文以QYJ-5數(shù)控銑床床身和滑鞍為研究對(duì)象,利用有限元分析軟件ANSYS作為分析工具對(duì)影響機(jī)床靜動(dòng)態(tài)性能的因素進(jìn)行了探究。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:(1)介紹了本文的課題背景及意義,并闡述了國(guó)內(nèi)外高速加工中心靜動(dòng)態(tài)特性分析的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。(2)介紹了機(jī)床關(guān)鍵件的建模方法,利用UG NX對(duì)數(shù)控銑床的床身和滑鞍進(jìn)行三維建模并通過(guò)接口技術(shù)將床身和滑鞍的三維模型導(dǎo)入到ANSYS中形成有限元模型,然后對(duì)床身和滑鞍分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,為其結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供理論依據(jù)。(3)對(duì)床身和滑鞍的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以提高床身和滑鞍的抗振性能和降低質(zhì)量為優(yōu)化目標(biāo),進(jìn)行了床身和滑鞍筋板和壁板的厚度對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量、最大應(yīng)變、最大應(yīng)力和固有頻率的靈敏度分析。然后采用目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提出合理的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。最后對(duì)優(yōu)化后的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明,床身質(zhì)量比優(yōu)化前減少了35.77kg,約減少初始質(zhì)量的9.7%,靜態(tài)特性與優(yōu)化前相比有小幅提升�；暗那傲A固有頻率與優(yōu)化前相比都有所增加,其中第一階固有頻率提高了57.3Hz。質(zhì)量比優(yōu)化前減少了8.77kg,約減少初始質(zhì)量的7.62%,達(dá)到了優(yōu)化的目的。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控銑床 床身 滑鞍 有限元法 靜動(dòng)態(tài)特性 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG547
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 課題研究的背景及意義13-14
• 1.2 機(jī)床關(guān)鍵件性能?chē)?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.3 課題的研究?jī)?nèi)容及流程16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 機(jī)床關(guān)鍵件三維模型的建立18-23
• 2.1 QYJ-5 數(shù)控銑床簡(jiǎn)介18
• 2.2 UG NX軟件簡(jiǎn)介18-19
• 2.3 ANSYS軟件介紹19-21
• 2.4 床身三維實(shí)體模型的建立21
• 2.5 滑鞍三維實(shí)體模型的建立21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-23
• 第3章 機(jī)床關(guān)鍵件靜態(tài)性能分析23-36
• 3.1 有限元法概述23-25
• 3.1.1 有限元法的基本原理23-24
• 3.1.2 有限元分析的基本流程24-25
• 3.1.3 有限元法的應(yīng)用25
• 3.2 靜力學(xué)分析基本原理25-26
• 3.3 床身靜力學(xué)分析26-31
• 3.3.1 床身有限元模型的建立、網(wǎng)格劃分26-27
• 3.3.2 床身受力分析及添加約束27-28
• 3.3.3 床身靜態(tài)性能分析28-31
• 3.4 滑鞍靜力學(xué)分析31-35
• 3.4.1 滑鞍有限元模型的建立、網(wǎng)格劃分31-32
• 3.4.2 滑鞍受力分析及添加約束32
• 3.4.3 滑鞍靜態(tài)性能分析32-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 第4章 機(jī)床關(guān)鍵件的模態(tài)分析36-46
• 4.1 模態(tài)分析基本原理36-37
• 4.2 床身的模態(tài)分析37-41
• 4.2.1 建立床身模態(tài)分析的有限元模型37-38
• 4.2.2 施加邊界條件與設(shè)置求解項(xiàng)38
• 4.2.3 求解與結(jié)果分析38-41
• 4.3 滑鞍的模態(tài)分析41-44
• 4.3.1 建立滑鞍模態(tài)分析的有限元模型41
• 4.3.2 求解與結(jié)果分析41-44
• 4.4 本章小結(jié)44-46
• 第5章 QYJ-5 數(shù)控銑床關(guān)鍵件的優(yōu)化設(shè)計(jì)46-61
• 5.1 床身尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)46-52
• 5.2 床身優(yōu)化結(jié)果分析對(duì)比52-54
• 5.2.1 床身靜態(tài)分析結(jié)果對(duì)比52-53
• 5.2.2 床身模態(tài)分析結(jié)果對(duì)比53-54
• 5.3 滑鞍尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì)54-59
• 5.3.1 滑鞍靜態(tài)分析結(jié)果對(duì)比57-58
• 5.3.2 滑鞍模態(tài)分析結(jié)果對(duì)比58-59
• 5.4 本章小結(jié)59-61
• 總結(jié)與展望61-63
• 本論文總結(jié)61
• 論文工作展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68

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