車(chē)銑復(fù)合加工中心立柱方案的有限元法優(yōu)化設(shè)計(jì)

以銑車(chē)復(fù)合加工中心立柱為研究對(duì)象,通過(guò)對(duì)機(jī)床銑削工況的描述,確定立柱產(chǎn)生最大載荷的位置,并著重介紹在極限進(jìn)給切削狀態(tài)下機(jī)床立柱工作載荷的計(jì)算方法。

分別利用pro/engineer和ansys軟件對(duì)立柱進(jìn)三維實(shí)體建模與模態(tài)分析,通過(guò)結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì),得到了立柱的模態(tài)分析結(jié)果。選擇立柱相對(duì)位移量及其低階固有頻率為研究對(duì)象,并設(shè)計(jì)對(duì)比了兩種筋連板優(yōu)化布局方法,確定了使用米字型筋連板立柱結(jié)構(gòu)。提高了立柱的低階固有頻率,避免了高速加工時(shí)共振的產(chǎn)生降低加工精度的現(xiàn)象,取得了提高加工精度,立柱的強(qiáng)度和剛度的效果。為結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)與改造提供了可靠的理論依據(jù)。

以vmc850立式加工中心的立柱作為研究對(duì)象,采用三維設(shè)計(jì)軟件solidworks建立立柱的三維實(shí)體模型,導(dǎo)入有限元軟件ansys中進(jìn)行立柱的靜態(tài)分析,從而驗(yàn)證了目前立柱結(jié)構(gòu)能夠滿(mǎn)足機(jī)床的整機(jī)精度要求,并提出對(duì)立柱精度影響最大的因素,為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)工作提供了可靠的理論依據(jù)。

利用ansys有限元優(yōu)化分析功能,對(duì)終端盒進(jìn)行了優(yōu)化分析,展示了用ansys優(yōu)化分析功能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的優(yōu)越性,同時(shí)為其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析提供了新的方法和依據(jù)。

以回轉(zhuǎn)零件車(chē)/銑復(fù)合數(shù)控加工為目標(biāo),結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際,采用優(yōu)化的數(shù)控加工工藝對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控編程,并采用自定義的后處理文件生成了相應(yīng)數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控代碼.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該零件的加工質(zhì)量達(dá)到了預(yù)期的加工要求,為回轉(zhuǎn)零件車(chē)/銑復(fù)合數(shù)控加工提供了設(shè)計(jì)思路和方法,對(duì)其他類(lèi)零件的數(shù)控加工方案具有重要的指導(dǎo)意義.

描述了安裝在地基里的護(hù)欄立柱實(shí)用的有限元模型。立柱地基相互作用由一列非線(xiàn)性未耦合的彈簧建模。由非線(xiàn)性顯示有限元程序lsdyna3d分析,通過(guò)用彈性擺撞擊埋在地基里的立柱測(cè)試結(jié)果進(jìn)行比較,結(jié)果表明,立柱地基模型是有效的、切實(shí)可行的,并可應(yīng)用在護(hù)欄模型里。

在proe和ansysworkbench的平臺(tái)上建立vl855加工中心立柱結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型,進(jìn)行staticstructural和modal分析;通過(guò)靈敏度分析選定立柱的壁厚、導(dǎo)軌面凸臺(tái)厚度、筋板厚度、螺栓槽間距為優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量,立柱的質(zhì)量、最大變形、第一階段振型作為目標(biāo)變量,進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化。結(jié)果表明:優(yōu)化后,立柱質(zhì)量減少5.2%,立柱在同樣載荷情況下變形量與優(yōu)化前變形量相近,其低階模態(tài)有所提高,滿(mǎn)足工作狀態(tài)動(dòng)態(tài)要求。

金屬疊片撓性聯(lián)軸器聯(lián)接時(shí)，在油壓的作用下，使得被包容件（軸）和包容件（法蘭盤(pán)輪轂）在徑向都會(huì)產(chǎn)生一定量的變形，以獲得足夠的脹緊力，確保傳遞足夠的扭矩。然而，法蘭盤(pán)輪轂的變形將直接導(dǎo)致法蘭盤(pán)上的止口發(fā)生形位變化，影響凸止口和中間段凹止el的裝配精度；變形量過(guò)大時(shí)，甚至導(dǎo)致無(wú)法裝配。利用abaqus有限元軟件仿真計(jì)算，修正凸凹止口的配合公差，優(yōu)化對(duì)止口設(shè)計(jì)，避免了配對(duì)零件的報(bào)廢，對(duì)生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。

基于有限元分析方法,在靜態(tài)分析基礎(chǔ)之上,以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的厚度為設(shè)計(jì)的變量,以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù),建立發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的優(yōu)化模型。采用ansys對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪進(jìn)行有限元的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化,從而優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)。

基于有限元分析方法,在靜態(tài)分析基礎(chǔ)之上,以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的厚度為設(shè)計(jì)的變量,以發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的質(zhì)量作為目標(biāo)函數(shù),建立發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪的優(yōu)化模型。采用ansys對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸定時(shí)齒輪進(jìn)行有限元的結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化,從而優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)。

連續(xù)卸船機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,必須具有較高的產(chǎn)品質(zhì)量和使用可靠性。本文利用有限元軟件ansys研究連續(xù)卸船機(jī)各主要結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及整機(jī)剛度等,并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析,確定優(yōu)化變量,結(jié)合ansys中的opt優(yōu)化模塊完成連續(xù)卸船機(jī)臂架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。實(shí)例分析表明,該方法對(duì)連續(xù)卸船機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)作用。

基于有限元法對(duì)基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)研究——根據(jù)基坑設(shè)計(jì)理論，對(duì)預(yù)開(kāi)挖的某基坑支護(hù)工程，結(jié)合當(dāng)?shù)厥┕そ?jīng)驗(yàn)，利用理正軟件提出了設(shè)計(jì)方案，繼而利用有限元軟件，對(duì)基坑設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了二維數(shù)值模擬，分析其變形、位移及穩(wěn)定性等，計(jì)算得到其安全系數(shù)。　　

基于有限元法的鋼-砼連續(xù)組合梁截面優(yōu)化設(shè)計(jì)——給出了鋼一混凝土連續(xù)組合梁截面計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化設(shè)計(jì)的有效方法，以有限元結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化算法相結(jié)合為手段，提出了一種符合實(shí)際情況的鋼一混凝土組合梁的剪力連接模式，建立鋼一混凝土連續(xù)組合梁有限元分析模型、...

過(guò)去由于生產(chǎn)的hfw焊管厚度與外徑的比值(厚徑比)較小,往往不考慮鋼板厚度對(duì)焊管冷彎成形的影響,原料鋼板的表面寬度尺寸被設(shè)計(jì)為上下相等。這種設(shè)計(jì)方法得到的原料鋼板在生產(chǎn)厚徑比較大的hfw焊管時(shí)可能造成焊接困難。為此,結(jié)合有限元分析法,提出了一個(gè)hfw焊管原料鋼板尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并用該方法對(duì)某鋼廠hfw焊管生產(chǎn)線(xiàn)的原料鋼板進(jìn)行了尺寸優(yōu)化設(shè)計(jì),檢驗(yàn)了該方法的有效性,同時(shí)還研究了焊管厚徑比與原料鋼板最佳尺寸之間的關(guān)系。

針對(duì)鉆孔機(jī)立柱下鉸點(diǎn)的設(shè)計(jì)須滿(mǎn)足調(diào)直及高承載能力的要求,提出了一種新的鉸點(diǎn)結(jié)構(gòu),并應(yīng)用有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了分析和優(yōu)化,得出了減少應(yīng)力集中的三點(diǎn)接觸優(yōu)化結(jié)果及與之對(duì)應(yīng)的鉸點(diǎn)截面形狀。

物探鉆孔機(jī)立柱的有限元分析

采用有限元模型分析了加筋墊層在不同加筋密度和加筋間距下,加筋地基的沉降與加筋墊層的應(yīng)力擴(kuò)散,并同試驗(yàn)的實(shí)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了比較,得出了基于有限元分析方法的相關(guān)結(jié)論。

高速龍門(mén)五軸加工中心是航空航天、模具和汽車(chē)等高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵加工裝備,機(jī)床的動(dòng)靜態(tài)特性是影響機(jī)床性能的重要因素,將間接或直接影響機(jī)床最后的加工性能;在高速龍門(mén)五軸加工中心的設(shè)計(jì)中,采用有限元分析技術(shù)對(duì)機(jī)床整機(jī)及橋梁、橫梁、滑板、滑枕、工作臺(tái)和雙擺頭等主要部件進(jìn)行了靜力學(xué)分析和模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)橫梁與滑枕為影響整機(jī)動(dòng)靜態(tài)性能的薄弱環(huán)節(jié),對(duì)橫梁與滑枕的截面形狀和筋板布局進(jìn)行設(shè)計(jì)改進(jìn),從而提高了機(jī)床的動(dòng)靜態(tài)性能。

機(jī)械結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)剛度與布局有關(guān),通過(guò)改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),可同時(shí)改善結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)態(tài)性能。文章根據(jù)單自由度系統(tǒng)動(dòng)、靜剛度的關(guān)系,使用有限元分析(fea)方法對(duì)模具加工中心床身部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜態(tài)和模態(tài)分析,提出了各種優(yōu)化方案。經(jīng)過(guò)優(yōu)選,得到最佳布局,該結(jié)構(gòu)已被生產(chǎn)廠家采用,投入制造,不僅使床身的靜、動(dòng)態(tài)性能大幅度提高,節(jié)省了材料,而且為加工中心床身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了參考。

本文通過(guò)對(duì)于有限元法的發(fā)展歷史的簡(jiǎn)述，其實(shí)施過(guò)程的介紹，以及該方法廣闊的應(yīng)用范圍的介紹和以后有限元法的應(yīng)用軟件的發(fā)展前途的展望，讓大家了解在當(dāng)今這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，有限元法被廣泛應(yīng)用并且大受歡迎。

有限元法在如今的機(jī)械設(shè)計(jì)中都起到了很重要的作用,其設(shè)計(jì)原理十分簡(jiǎn)單易懂,而且在機(jī)械設(shè)計(jì)中有很快的工作效率。說(shuō)到其工作的原理,首先早知道有限元法的概念。有限元法,就是已知在編制程序過(guò)程中,常常會(huì)運(yùn)用很多的方法來(lái)得到微分方程的解,但是有些微分方程的解很難得到,這就需要用有限元法將方程離解開(kāi)得到易解的方程組的解。這時(shí)可以發(fā)現(xiàn),有限元法在機(jī)械生產(chǎn)中的重要性。因?yàn)樵跈C(jī)械制造過(guò)程中,常常會(huì)運(yùn)用很多的方法去得到應(yīng)該測(cè)量的數(shù)據(jù)。所以,此時(shí)運(yùn)用有限元法可以大大的增加機(jī)械工作效率。

有限元法結(jié)合了力學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù),是一種工程根系上強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)計(jì)算方法,能夠應(yīng)用到多方面領(lǐng)域,例如航空航天、材料加工以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造等方面,具有巨大的實(shí)用性,文章從有限元法的基本內(nèi)容開(kāi)始介紹,并逐步介紹其平面應(yīng)用以及相關(guān)步驟,之后逐漸的進(jìn)行深入從機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有限元案例舉例、機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相應(yīng)的有限元分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)固有的特性的有限元分許三個(gè)方面介紹機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的有限元法,供讀者借鑒與學(xué)習(xí).