2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、有限元方法是一種高效能、常用的現(xiàn)代工程分析與設(shè)計(jì)的輔助工具。有限元分析方法和結(jié)構(gòu)優(yōu)化等CAE技術(shù)的應(yīng)用,對(duì)縮短機(jī)床的開發(fā)設(shè)計(jì)周期、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力具有重要的意義。
   本文以某型數(shù)控龍門銑床為研究對(duì)象,利用ANSYS有限元工程分析軟件作為分析工具,對(duì)數(shù)控龍門銑床的橫梁、立柱、床身三大主要部件進(jìn)行了靜、動(dòng)態(tài)分析,并在保證它們各自的剛度和強(qiáng)度不變的前提下,建立以重量最小為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,對(duì)它們進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,

2、并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)性能驗(yàn)證。
   首先,根據(jù)數(shù)控龍門銑床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和圣維南原理[1]做出適當(dāng)簡(jiǎn)化,利用ANSYS的APDL語(yǔ)言建立數(shù)控龍門銑床各主要部件的實(shí)體模型,然后裝配并建立數(shù)控龍門銑床的整機(jī)三維有限元模型,并對(duì)該模型進(jìn)行加載和約束,最后對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)分析,直觀展示其結(jié)構(gòu)的應(yīng)力場(chǎng)和位移場(chǎng),分析數(shù)控龍門銑床結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度。
   其次,在對(duì)整機(jī)完成靜力學(xué)分析后,著重對(duì)數(shù)控龍門銑床的橫梁、立柱、床身三大主要

3、部件進(jìn)行靜力學(xué)分析。在數(shù)控龍門銑床處于極限工況的情況下對(duì)橫梁、立柱、床身三大主要部件進(jìn)行單獨(dú)的靜力學(xué)分析,靜力學(xué)分析結(jié)果表明,橫梁、立柱、床身都能滿足強(qiáng)度要求,但是其結(jié)構(gòu)材料分布不夠合理。通過(guò)分析比較結(jié)果,為它們后續(xù)的優(yōu)化打下了基礎(chǔ)。
   再次,根據(jù)數(shù)控龍門銑床處于極限工況的情況下,其加工精度主要由其本身結(jié)構(gòu)的靜態(tài)性能所決定的。在對(duì)橫梁、立柱、床身進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)時(shí),選取橫梁、立柱、床身的靜態(tài)性能指標(biāo)作為它們結(jié)構(gòu)優(yōu)化改進(jìn)的主要指

4、標(biāo)。在保證它們?cè)行阅懿蛔兊那疤嵯?建立以重量最小為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,降低它們的重量,從而降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本,提高了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
   最后,在完成橫梁、立柱、床身三個(gè)主要部件的靜力學(xué)優(yōu)化后,再結(jié)合有限元軟件ANSYS的模態(tài)分析方法對(duì)數(shù)控龍門銑床的橫梁、立柱、床身優(yōu)化前后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析,通過(guò)蘭索斯法(BlockLanczos)提取它們的前5階固有頻率和振型,通過(guò)分析它們的固有頻率與主軸工作頻率的耦合情況,來(lái)驗(yàn)證靜態(tài)

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