基于有限元的3-TPT并聯(lián)機床結構特性研究.pdf

1、并聯(lián)機床是20世紀90年代發(fā)展起來的新型機床，與傳統(tǒng)數(shù)控機床相比，并聯(lián)機床具有剛度重量比大、響應速度快、環(huán)境適應性強和技術附加值高等優(yōu)點，具有廣闊的應用前景。隨著計算機技術的發(fā)展，并聯(lián)機床的設計越來越趨近于CAD/CAM/CAE的一體化。有限元技術用于指導機床的結構設計，使機床在強度和剛度方面滿足要求，同時可以降低機床床身的重量，使床身輕量化。本文的研究對象是東北大學研制的3-TPT并聯(lián)機床，在模型的構建上，采用了三維畫圖軟件Solid

2、works，在Solidworks完成機床的幾何建模，然后導入到ANSYS中進行修改，以使模型得到合理的簡化。同時根據(jù)機床工作位置的不同建立了三種位姿的有限元模型，分別對機床的三種位姿進行了靜力、靜剛度和模態(tài)分析。具體包括以下主要內容： (1)敘述了本課題研究的目的意義，回顧了并聯(lián)機床的發(fā)展歷史，論述了并聯(lián)機床國內外的研究現(xiàn)狀。簡要概述了有限單元法的基本思想以及應用概況，介紹了ANSYS軟件的功能和特點。 (2)詳細闡述

3、了三維有限單元法在并聯(lián)機床上的應用，建立了三維有限單元的應力應變方程和單元剛度矩陣，為機床有限元模型的建立奠定了理論基礎，并在此基礎上研究建立了并聯(lián)機床的有限元模型。 (3)分析了并聯(lián)機床的承受靜力時的受力特點。通過應用ANSYS有限元軟件對并聯(lián)機床進行了靜力分析，得出了機床主架和整機在不同位姿時的應力應變圖，分析了機床應力分布規(guī)律。 (4)根據(jù)并聯(lián)機床的靜剛度理論，對并聯(lián)機床進行了有限元剛度分析，得出了機床不同位姿時的