立式钻床立柱的有限元分析与结构优化

来源 :广西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:listandmap
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文在总结数控机床发展现状的基础上,针对某型立式钻床生产成本较高的现象,利用ANSYS有限元软件对钻床立柱部分进行了动静态性能分析,并在保证其动静态性能的前提下,以立柱减重为最终目标提出改进方案,并对改进后的结构进行了动静态性能验证。   首先,对有限元理论给出了较为详细的介绍,并依据钻床结构特点,利用APDL语言建立钻床立柱的有限元参数化模型,给出简化后的载荷与约束,对其进行了静态性能的分析。为提高分析效率、保证分析结果的准确性,本文对立柱的分析采用了多种加载方式,通过分析结果的比较,得到既准确又有效的加载方法,为后续模型的优化奠定了基础。   其次,本文简要介绍了结构优化的相关理论,并概述了ANSYS优化程序。立柱的优化减重本应建立在保证原有动静态性能的基础之上,但对加工精度主要受静态性能影响的立式钻床而言,其静态性能指标就成为结构改进优化的重要标准。因此,以立柱静态优化为主体,在保证立柱原有静态性能的前提下,优化立柱结构,降低立柱重量。为减少ANSYS优化难度,确保利用有限资源下对立柱ANSYS优化的的顺利进行,本文在该部分主要对除去内部加强筋的立柱外壳进行优化。同时考虑到不同的参数化建模对优化结果的影响,在优化过程中采用不同的建模方式,并分别设定不同变量为设计变量,目的在于针对不同的方法寻求更好的优化途径。在此优化基础之上,针对立柱内壁加强肋的布置,给出了四种布置方案,通过有限元分析,从中选出的较为合理的肋板形式,组成新的立柱模型。   再次,为提高立柱的减重量,满足企业对成本降低量的要求,本文根据立柱的受力特点,采用优化选型法对立柱的结构做进一步的改进,寻找更为有效的减重模型。在此过程中,本文采用给出两种选型方法,通过选型方案,虽未得到新的立柱模型的最优解,但最终选择的模型更为符合要求,并满足了企业要求的生产成本。   最后,在完成了立柱静态优化改进后,本文又介绍了立柱动态性能的求解方式,对模态分析有限元方程的建立也作了概述。由此结合有限元软件ANSYS对立柱各优化模型进行了模态分析,得到不同优化方案下立柱的各阶固有频率。通过与原立柱的各阶固有频率相比,寻找改进后立柱动态性能满足要求的模型,至此达到优化改进的目的。本文的动静态分析及结构优化改进的措施,为机床的设计和结构改进提供了参考价值。
其他文献
随着人类社会的不断发展,地质灾害时常威胁人类的生产生活。例如滑坡、崩塌、泥石流、地裂缝等地质灾害曰益突出,威胁到人民的生命财产安全。尤其是近几年来,随着我国国民经济的
青海省东部地区土地资源丰富,是青海省政治、经济、科技、文化、交通中心和重点农业区。长期以来,该区人类经济、工程活动的强度和广度严格受到了区内地形地貌条件的控制,多
本文以应用于航空航天领域的电液伺服阀为研究对象,参与研制了用于测量力矩马达衔铁与基体间微小气隙的气隙测量系统。主要工作包括测量系统的硬件结构设计,完成各部分组成硬
多道瞬变电磁法(MTEM)是一种近年来备受关注的电磁勘探方法。它采用接地导线源、发送伪随机编码、与地震勘探类似的阵列式多道观测方式,接收的脉冲响应数据可以像地震数据一
镇原-泾川区构造位置属鄂尔多斯盆地天环向斜南部,现有的勘探成果已经证实该研究区内中生界延长组具有良好的油气勘探潜力。本文利用测井资料,在储层参数解释、含水饱和度计算
在乳腺扩散光学层析成像中,L1-范数正则化的引入大幅改善了重建图像的质量,但目标函数的不可导性使得最优化过程异常困难。提出了一种新的基于非负约束L1-范数正则化的重建方
秘鲁B1-AB&B8区两个区块的年产量规模目前排在CNODC海外项目的第三位,加大对该项目的研究与技术支持力度,实现该油田的高效开发,一方面对提高效益、尽快收回投资具有现实意义
随着信息技术的迅猛发展及其在制造业各个层面的广泛应用,制造技术正在从物质形式的制造向信息制造转变,新的制造理念和制造系统如柔性制造、敏捷制造、网络化制造等不断发展,现代制造企业正在向以数字化、网络化、智能化、敏捷化、虚拟化等为特征的数字化工厂转变,从而实现设计数字化、制造装备数字化、生产过程数字化、管理数字化,并通过信息集成实现整个工厂数字化。制造企业由于缺乏集成化的质量管理方法与技术,使大量的信