基于有限元分析的内齿铣齿机床身动静态设计

利用有限元软件对内齿铣齿机床身部件进行动、静态分析,根据得出的自由与约束状态下模态及振型和边界条件下的最大静变形,找出原设计中的不足,并在结构及尺寸上加以改进.结果表明,改进后床身的动、静态性能得到显著的提高,为机床设计和改造提供了依据.     

某轿车白车身结构灵敏度分析及优化设计

以某轿车白车身为研究对象,建立有限元模型,对车身进行动、静态灵敏度分析,以车身结构件的板厚为设计变量,进行车身固有频率、车身扭转和弯曲刚度,以及车身质量对板厚的灵敏度分析,找出对车身动、静态特性影响较大的部件,并根据部件的动、静态灵敏度对车身结构进行优化设计;计算车身质量对其固有频率、扭转和弯曲刚度的贡献率,据此确定最优方案.该方法能够为车身结构动态特性的改进、车身的轻量化和车身结构的优化设计提供重要依据.     

成形磨齿机立柱的有限元分析及结构优化

针对成形磨齿机的结构特点,运用有限元设计方法,建立了立柱的三维有限元模型,并利用ANSYS软件对立柱进行了动态分析,得出了立柱的动态特性.对多种不同筋板布局的立柱结构进行了分析比较,选择出了较理想的立柱结构.通过结构参数灵敏度分析,找出了对立柱结构稳定性影响最大的结构因素,从而为磨齿机结构的进一步改进设计提供重要的数据.     

龙门导轨磨床立柱动静态特性分析及优化设计

以MM52160导轨磨床立柱为研究对象,首先采用Spaceclaim软件建立龙门导轨磨床立柱的三维实体模型,并利用Hypermesh有限元软件对该模型进行前处理,建立立柱的有限元模型。对该有限元模型进行动静态特性分析,然后以立柱的质量作为目标函数,最大变形量作为约束函数,选择对立柱性能影响较大的灵敏度尺寸作为优化设计变量,进行多目标尺寸优化。优化后立柱的整体质量减少了113.2 kg,减少量约为总质量的7.3%;最大变形量减小了2.833μm,减小量约为总变形量的10.7%。实现了在保证立柱刚度的前提下,立柱的质量和最大变形量降低的目的。     

重型落地铣镗床焊接立柱有限元分析

对Ｔ６９１６重型落地铣镗床焊接立柱进行了有限元动静态分析，力学模型网格中有３５２２个八节点等参元，６９３０个节点；计算了两种工况，前五阶固有频率和相应的振型．文中以图形和表格方式显示部分计算结果，这些结果是设计焊接立柱的依据．     

微细加工机床立柱结构优化设计

针对微细加工机床中立柱结构的特殊设计要求,提出一种对立柱结构进行拓扑优化和有限元仿真分析结合的新设计思路.在确定立柱的结构形式后,利用拓扑优化及有限元软件分析立柱受力变化的敏感方向,优化设计结构,并对立柱结构的厚度进行分组建模并进行有限元分析,建立立柱厚度变化与受定载荷变形量之间关系曲线,选择最佳厚度,最终确定立柱结构的最佳结构模型.优化设计后的立柱结构质量减轻,刚性增加,证明该优化设计过程有效可行.     

露天试车台在拉力载荷作用下的静态变形分析

随着航空发动机研制要求的不断提高,各种功能的露天试车台已经成为航空发动机整机试验体系中不可或缺的组成部分。本文在对露天台结构模型进行有效的简化基础上,利用ANSYS Workbench软件对其在不同拉力载荷作用下产生的静态变形量进行计算与分析,通过与实际测量数据进行对比验证,实现了单立柱悬臂式航空发动机露天试车台架测试性能分析与评估,同时研究了露天环境对其测量结果的影响规律,得到了250kN载荷下模型静态变形校准量。结果表明,ANSYS Workbench计算静态变形整体平均误差为10.1%,发动机处考核点平均误差为5.16%,动架前端考核点平均误差为15.29%,动架后端考核点平均误差为9.85%,对比结果具有很好的吻合度,为露天试车台试验测试数据分析与校准提供了有力保障。     

基于遗传算法的堆垛机结构多目标优化设计

堆垛机是物流仓储的主要设备,运用现代设计方法和手段,实现堆垛机的参数化设计对提高设计工效、缩短设计周期、保证产品质量具有现实意义.在堆垛机静态工作条件下,以跨距及立柱距后轮距离为设计变量,立柱刚度和下横梁强度最大为优化目标,建立了堆垛机的优化模型,采用遗传算法对模型进行了优化设计,优化后的下横梁跨距减少9.74％,立柱距后轮距离减少3.29％,立柱挠度减少0.91％.     

类蜂窝复合夹层结构的力学特性及其在精密机床上的应用

为提高加工中心中立柱的静、动刚度及热刚度,提出一种类蜂窝胞元结构,并应用该结构对加工中心的关键部件进行重新设计。首先,针对蜂窝结构在共面方向承载力不足的问题,以传统六边形蜂窝胞元为对象,在外侧构建保护壁,构成类蜂窝结构,力学特性及仿真分析表明,强化后的结构具有更好的比刚度和承载性。其次,将机床立柱结构分为横梁和立柱两部分,将类蜂窝填充结构分别与"米"字形或"井"字形填充结构进行了对比分析,从定性和定量的角度评判方案的优劣。最后,计算了刀具在实际工况下的受力及主轴箱、导轨等处的生热状况,将力载荷和热载荷施加在立柱上,并对重新设计后的立柱进行了静、动力学分析及散热性能分析。结果表明:较"井"字形填充结构,类蜂窝填充结构的立柱质量减小了4.21%,沿z轴的变形下降了39.5%,一阶固有频率提高了29.22%,热稳态时间减少了81.39%。     

极坐标数控机床平旋盘底座的有限元分析

针对大型壳体类零件的加工,研究设计了新型的极坐标式数控机床.采用ANSYS软件分析了其底座的动、静态力学特性,验证了设计的可靠性.同时也找出了结构的相对薄弱环节,为底座结构优化设计提供了技术支持.     

经编机摆动臂有限元分析及优化设计

以有限元分析与优化设计理论为基础,结合UG NASTRAN有限元分析软件,建立了经编机槽针床摆动臂结构的有限元分析模型,对其结构进行了静力学应力分析,利用应力分析结果作为优化设计的强度和刚度约束条件,建立了经编机槽针床摆动臂的数学模型,并对其进行优化。结果表明,在保证零件强度和刚度的前提下,通过改变主要设计尺寸参数,使结构的质量减轻了7.6%,从而有效提高了机构的运行速度。     

面向数控弧齿铣齿机产品族的可适应动态设计方法

在可适应设计的基础上,提出了一种针对面向族的机床结构可适应动态设计方法．以产品族中系列产品的拓展设计作为可适应动态设计的分析和研究对象,建立了机床结构可适应动态设计过程模型．基于广义模块化设计方法建立了产品平台规划与设计模型．以结构相似度和性能提高作为评价适应性指标,建立了机床结构可适应性定量评价模型．以YH60系列数控弧齿铣齿机族设计与开发应用实例,对上述方法及实施过程进行了具体说明．研究和应用结果表明,通过对YH603和YH605机床有限元分析和实物样机的试验测试,整机性能提高了126．8％．     

大型机床动态特性的整机有限元分析

用静态凝聚法和子结构技术 ,大幅度缩减机床整机有限元分析的计算规模 ,保证了工程研究感兴趣的低阶频率范围的精度 .结合 1台大型机床整机的有限元建模 ,在微机上对其进行动态性能分析 ,判别薄弱环节 ,提出设计修改方向和建议 .     

基于相对灵敏度的重型自卸车结构轻量化设计

为了实现重型自卸车的轻量化设计,通过对自卸车整体进行有限元建模,对其进行四种运输和两种卸料工况载荷作用下的刚度与强度分析及整车模态性能分析,评价其静态和动态工况下整车的性能要求。对整车部件进行位移、强度、模态和质量的灵敏度计算,并定义相对灵敏度。运用相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证整车静动态性能不降低的前提下,对整车结构进行了尺寸优化和形状优化相结合的优化方法。结果表明,优化后整车静动态特性明显改善,且总质量减轻了10.2%。验证了该轻量化设计方法的可行性。     

光学非球面超精密磨床床身动态分析与优化

采用CAD/CAE集成技术,在CATIA和ANSYS Workbench软件平台上建立了超精密磨床床身的CAD三维模型和有限元模型,对其结构进行了动态分析与优化,并得到了床身的最优结构,分析结果表明综合改进后的床身结构相比原床身结构的动态性能有了明显的改善,达到了设计要求。     

可重构混联机械手TriVariant与Tricept的静动态特性预估与比较

深入研究并联机构的静、动态特性，对并联机械手的方案设计和使用有重要意义．为此，借助予结构综合思想和ANSYS参数化设计语言，构造了两种可重构五自由度混联机械手模块TriVariant与Tricept的有限元模型，研究了并联构型装备处于不同位形时的整机有限元模型快速重构技术，以及机构中各种铰链的精确建模方法，并系统分析和比较了两种机械手的静、动态特性．研究结果表明，当尺度、弹性和惯性参数相同时，二者具有极为相似的静、动态特性．     

某斜腿刚架拱桥静动载试验评估

针对斜腿刚架拱桥结构构造特点,对拱肋重要节点采用刚性连接方式建立了有限元模型,计算分析了设计活载及试验荷载作用下结构的静动载响应．同时,基于理论分析及现场静动载试验结果,分析和评估了该桥的承载能力及使用性能．有限元模型建立方法及静动载试验过程对该类桥梁性能评估具有工程借鉴意义．     

基于灵敏度分析的大规格床身结构模糊优化设计方法

提出了采用模糊数学理论和有限元法相结合建立具有静、动态模糊约束的大规格数控车床床身结构优化数学模型新方法.该方法将模糊逻辑推理理论运用于床身结构灵敏度分析中,构建了灵敏度模糊集.实现了最佳模糊设计变量的选取,并应用一种改进的最优向量水平截集法评估模糊约束的重要性,避免了最优解的丢失.优化结果表明,采用所提模糊有限元优化...