發(fā)布時(shí)間：2021-05-11 10:53

　　3500kN連續(xù)驅(qū)動(dòng)立式摩擦焊機(jī)為修復(fù)焊接電解鋁陽極鋼爪的特定設(shè)備。本課題研究的鋼爪夾具作為立式焊機(jī)的關(guān)鍵機(jī)構(gòu),在焊接過程中屬于重載部件,其靜、動(dòng)態(tài)性能對(duì)于焊件的加工精度有格外顯著的作用。所以開展鋼爪夾具的有限元分析及優(yōu)化,提升鋼爪夾具的靜動(dòng)態(tài)特性的同時(shí)減輕夾具的質(zhì)量對(duì)改善鋼爪的加工精度、縮減焊機(jī)成本意義非凡。本文根據(jù)立式焊機(jī)工作要求和鋼爪夾具功能,結(jié)合夾具設(shè)計(jì)理論,確定鋼爪夾具各參數(shù)的范圍,初步設(shè)計(jì)了鋼爪夾具的結(jié)構(gòu),對(duì)鋼爪夾具進(jìn)行受力分析,計(jì)算確定了焊機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)下鋼爪夾具的最大變形量。對(duì)鋼爪夾具整體在不同工況條件下進(jìn)行靜態(tài)分析,并對(duì)夾具的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)靈敏度分析,通過對(duì)夾具本體的多目標(biāo)遺傳算法優(yōu)化及端定位塊的結(jié)構(gòu)改進(jìn)使得鋼爪夾具整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度剛度顯著提升,均滿足了鋼爪夾具焊接性能要求;接著對(duì)夾緊體和夾具本體外肋板進(jìn)行輕量化優(yōu)化,并設(shè)計(jì)了三種在鋼爪夾具體的側(cè)板上開孔的輕量化方案,對(duì)這三種方案的每組設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行靜、模態(tài)分析,綜合選出鋼爪夾具的最優(yōu)方案和參數(shù)。模擬了最終優(yōu)化后的鋼爪夾具各部位的諧響應(yīng)特性,獲得夾具幅值的峰值頻率,與鋼爪夾具通過模態(tài)分析得到的固有頻率很接近,驗(yàn)證了模態(tài)分析的... 

【文章來源】：蘭州理工大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 .本課題的背景和研究意義
        1.1.1 .本課題的背景
        1.1.2 .本課題的研究意義
    1.2 .摩擦焊的發(fā)展與應(yīng)用
    1.3 .國內(nèi)外機(jī)床夾具優(yōu)化的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 .有限元分析發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 .國內(nèi)外機(jī)床夾具優(yōu)化現(xiàn)狀
        1.3.3 .剛?cè)狁詈蠂鴥?nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 .本課題研究的主要內(nèi)容
    1.5 .本章小結(jié)
第2章 鋼爪夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
    2.1 .引言
    2.2 .立式摩擦焊機(jī)工作原理
    2.3 .鋼爪夾具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
        2.3.1 .摩擦焊機(jī)鋼爪夾具的功能
        2.3.2 .鋼爪夾具結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)
        2.3.3 .鋼爪夾具參數(shù)范圍確定
    2.4 .鋼爪夾具受力分析
        2.4.1 .鋼爪夾具所受力的分布
        2.4.2 .夾具所受力的大小的計(jì)算
    2.5 .摩擦焊機(jī)正常工作下鋼爪夾具變形量的確定
    2.6 .本章小結(jié)
第3章 鋼爪夾具靜力學(xué)模擬及優(yōu)化
    3.1 .引言
    3.2 .有限元法基本理論
        3.2.1 .響應(yīng)面數(shù)學(xué)模型
        3.2.2 .靜力學(xué)理論分析
    3.3 .鋼爪夾具有限元模型的建立
        3.3.1 .建立鋼爪夾具有限元模型
        3.3.2 .施加邊界條件和載荷
    3.4 .鋼爪夾具的靜力學(xué)數(shù)值模擬
        3.4.1 .不同工況下鋼爪夾具靜力學(xué)模擬
        3.4.2 .各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的靜力分析
    3.5 .鋼爪夾具的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        3.5.1 .結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法
        3.5.2 .遺傳算法多目標(biāo)優(yōu)化
        3.5.3 .端定位塊結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        3.5.4 .夾緊體結(jié)構(gòu)改進(jìn)
        3.5.5 .夾具體外肋板厚度改進(jìn)
        3.5.6 .三種輕量化方案的靜態(tài)分析
    3.6 .本章小結(jié)
第4章 各方案的動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬
    4.1 .引言
    4.2 .動(dòng)力學(xué)理論分析
        4.2.1 .模態(tài)分析基本理論
        4.2.2 .激振力頻率計(jì)算
    4.3 .三種輕量化方案的模態(tài)分析
    4.4 .三種優(yōu)化方案的模擬結(jié)果對(duì)比
        4.4.1 .模擬結(jié)果對(duì)比
        4.4.2 .確定鋼爪夾具最終優(yōu)化結(jié)構(gòu)
    4.5 .鋼爪夾具的諧響應(yīng)分析校核
        4.5.1 .諧響應(yīng)基本理論
        4.5.2 .添加邊界條件與載荷
        4.5.3 .結(jié)果分析
    4.6 .本章小結(jié)
第5章 鋼爪夾具剛?cè)狁詈戏治?br>    5.1 .引言
    5.2 .剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)理論分析
        5.2.1 .多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展
        5.2.2 .多剛體動(dòng)力學(xué)模型
        5.2.3 .柔性體模擬的數(shù)學(xué)模型
        5.2.4 .ADAMS求解過程
    5.3 .剛?cè)狁詈辖７抡娴倪^程
    5.4 .鋼爪夾具剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?br>        5.4.1 .剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕⒎椒?br>        5.4.2 .剛?cè)狁詈夏Ｐ偷慕?br>    5.5 .鋼爪夾具剛?cè)狁詈蠑?shù)值模擬
        5.5.1 .模型參數(shù)設(shè)定
        5.5.2 .剛?cè)狁詈夏M結(jié)果分析
    5.6 .本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    總結(jié)
    展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀研究生期間所發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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