文档介绍：⑧评阅人——鲁≥盘一答辩委员会主席,缸善途——东南大学硕士学位论文叵炒有限元分析及优化设计基于腦随麽堂汤变成熬援上们研究生姓名:导师姓名:至鲤曼生圭旦圭拢王堂亟±论文提交日期至垒莩氏盔亩太堂..:至丛§密级:公珏垒学号:鳇鲤
基于腦数控铣床的有限元分析及优化设计摘要研究生姓名:陈庆堂导师姓名:汤文成东南大学模态分析有限元方法是现代工程分析与设计的一种快捷、有效的辅助工具。有限元分析及结构优化等技术的应用,对缩短产摄7⑸杓浦芷凇⒔档筒分圃斐杀尽⒃銮科笠稻赫哂兄匾5囊庖濉1疚以华中徒萄褪叵炒参Q芯慷韵螅糜邢拊7治鋈砑嗀作为分析工具,对组成铣床的主要零部件进行分析,并对结构进行优化设计。主要魅鏔:对数控铣床的主要零部件主轴箱、立柱结构及整机结构在建立三维有限元分析模犁的基础上进行静力分析,直观展示了结构的应力场和位移场,分析了结构的强度和刚度:对主轴箱结构和床身进行了模态分析,获得了主轴箱和床身的模态参数逃衅德屎驼裥,对两种结构进行了动态性能分析,并结合静态分析综合评价了结构的力学性能。静态分析与模态分析结果表明,主轴箱、立柱及整机结能够满足强度要求,主轴箱、立柱结构材料分布不够合理,机床不适合加工大件,而床身的动态性能有待于改善。静态分析与模态分析为结构优化设计和动力改进打下了基础。本文利用了牟问呕杓颇?榇泳擦Ψ治鼋嵌榷灾髦嵯浣杏呕杓疲竦昧酥髦箱结构以晟轻重量为目标的优化设计结果,并对优化后的结构进行改进,;通过分析床身在各薄弱环节尺寸变化对其动态性能敏感性的基础上,基于动力特性分析以提高动态性能为目标的改进设计,改善了床身结构的动态性能。关键词:数控铣床有限元分析静力分析优化设计中文摘要
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研究生繇科日飙一型研究生签名:当莹矗车导师签名:∽彤日期:上出东南大学学位论文使用授权声明东南大学学位论文独创性声明过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的蜕明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学并表示了谢意。研究生院办理。
第一章绪论数值模拟技术及其应用有限元分析和结构优化的发展现状前言现代企业之间的竞争焦点正转向寻找和应用高速、高效和智能化的工程分析手段,、质量和使用寿命,缩短产品投放市场的时间,降低成本,增强产品的竞争力。随着工业生产和科学技术尤其是计算机技术的迅速发展,各种计算机辅助技术得到了越来越泛的应用。各种以分析、优化和仿真为特征的计算机辅助工程技术在世界范围内蓬勃发展。这些计算机辅助工程技术能有效地分析产品的各种性能、反映影响产品性能的各种因素,直观地模拟和计算产品结构在不同设计方案男阅芴氐悖峁┎吩谔囟ㄌ跫律杓频淖钣呕桨浮U庑┘扑慊辅助撼碳际醯挠τ煤脱芯浚蟠蟆晔×瞬房7⒌木眩醵塘瞬飞杓频闹芷冢岣吡瞬返设计水平和质量。在工程技术领域中有许多力学问题,例如固体力学是的应力应变场和位移场分析、传热学中的温度场分析、流体力学中的流场分析以及电场分析、振动模态分析等都可以看作上在一定边界条仆下求解其基本微分方程的问题。虽然人们已经建立了它们的基本方程和边界条件,但只是少数简单的问题才能求出其解析解,对丁二那些数学上方程比较复杂,物理边界形状义不规则的问题,采用解析法在数学上往往会遇到难以克服的困难。通常对这类问题,往往需要借助于各种行之有效的数值计算方法获得满足工程需要的数值解,这就是数值模拟技术。目前在一程实际应用中,常用的数值求法有:能量法、边界元法、有限差分法、有限元法,加权残数法等。能量法也就是能量变分原理对给定域范围内的结构的位能表达式求极小值,这种方法对于某些问题十分有效,但该法不是广泛适用的。因为满足部分边界条件的试探函数不是很好找到的。边界元法是先将求解域内成立的控制方程用数学方法化为在求解域边界上成立的边界积分方程,再用数值法求结点上待求量,因为边界元仅用于表达求解问题域的边界,从而减小了求解问题的规模。但是应用这种方法必须信赖于知道控制微分方程的基本解,而这是难以得到的。有限差分法是