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《高速立式加工中心床身靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化設計.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、瞎西料技大學論文題目：高速立式加工中心床身靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化設計申請學位學科：工學所學學科專業(yè)：機械制造及其自動化培養(yǎng)單位：機電工程學院碩士生：陳超群導師：高東強教授2014年5月THESTUDYoFSTATIC＆DYNAMICCHARACTERISTICSANDoPTIMIZATIoNoFHIGH．SPEEDVERTICALMACHININGCENTERBEDAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequireme
2、ntfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByChaoqunChenThesisSupervisor：Prof．DongqiangGaoMay2014高速立式加工中心床身靜動態(tài)特性分析及優(yōu)化設計摘要制造業(yè)是國家工業(yè)發(fā)展的基礎，一個國家的制造業(yè)技術也是這個國家綜合國力的體現。高速立式加工中心作為制造業(yè)領域的制造母機，其靜動態(tài)性能直接影響到加工中心的加工精度。床身作為高速立式加工中心的基礎承載部件，在加工中心中起支撐作用，因此對床身的靜動態(tài)性能的研究就顯得尤為重要。本文采用基于有限元方法與數學優(yōu)化理論相結
3、合的虛擬優(yōu)化技術，對床身結構進行分析和優(yōu)化，并對床身結構進行改進使其性能更加優(yōu)越。本文主要內容如下所述。(1)根據目前市場上現有的床身結構，并結合以往的設計經驗，提出4種不同布筋形式的床身結構方案，在三維軟件SolidWorks中建立實體模型。結合有限元理論，在AnsysWorkBench中對4種不同布筋形式的床身結構建立有限元模型。(2)對4種不同布筋形式的床身結構進行靜動態(tài)特性分析，分別提取X、Y、Z三個方向的最大變形量和前六階固有頻率及振型。經過分析和比較得出復合筋床身結構具有較優(yōu)的靜動態(tài)特性。(3)通過分析5種不同筋厚度的復合筋床身結
4、構，得出當筋厚度為20mm時，其各方面性能較好。為進一步提高床身結構性能，以提高復合筋床身的固有頻率為目標函數，以體積為約束條件，對其做拓撲優(yōu)化設計。依據拓撲優(yōu)化結果，提出了增加兩個出砂孔和增大床身底部筋格面積的兩個改進方法；對改進后的床身結構進行靜動態(tài)分析，得到改進后的床身結構在靜動態(tài)性能上都有一定的提升，同時使床身的質量相比之前減輕了32．7kg。對改進的床身進行諧響應分析，繪制了頻率．振幅曲線圖，在該曲線圖譜中顯示的諧響應分析結果與模態(tài)振型相吻合。將振動研點法應用于高速立式加工中心導軌強度的提升方面，在理論上對這種方法進行了分析。(4)
5、在三種不同極限工況下，對改進前后的復合筋床身結構進行靜力分析，通過對分析結果進行比較可知改進后的床身結構在X、Y、Z三個方向的變形量都減小，說明改進后的床身結構的靜態(tài)性能得到提高。關鍵詞：高速立式加工中心，床身，靜動態(tài)特性，拓撲優(yōu)化設計，諧響應分析，振動研點法THESTUDYoFSTATIC&DYNAMICCHARACTERISTICSANDoPTIMIZATIoNoFHIGH．SPEEDVERTICALMACHININGCENTERBEDABSTRACTManufacturingindustryiSthefoundationofthenat
6、ionalindustrial．Themanufacturingtechnologyofcountryreflectsthecountry’Scomprehensivenationalstrength．High-speedverticalmachiningcenterisamanufacturingunitinthefieldofmanufacturing，whichstaticanddynamicperformancedirectlyaffectstheprecisionofmachiningcenters．Bedasthebearingm
7、emberofhigh-speedverticalmachiningcenter，playsasupportingroleintheentiremachiningcenter，whichstaticanddynamicpropertiesisveryimportant．Thisthesisadoptsavirtualsimulationoptimizationtechniquewhichisbasedonthemethodoffiniteelementmethodandmathematicaloptimizationtheory．Thisme
8、thodhastheabilityofanalyzingandoptimizingthestructureofbed，obtainingtheidealscheme
