螺栓節(jié)點(diǎn)球加工中心立柱的靜動(dòng)態(tài)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、本文在總結(jié)加工中心發(fā)展的基礎(chǔ)上，針對(duì)螺栓節(jié)點(diǎn)球加工中心立柱要加高的現(xiàn)象，利用ANSYS有限元分析軟件對(duì)加工中心立柱進(jìn)行了靜動(dòng)態(tài)性能分析以及優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 首先綜述了課題的背景、意義以及螺栓節(jié)點(diǎn)球和有限元分析法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并將有限元這一最常用的結(jié)構(gòu)分析方法引用到立柱的結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計(jì)中，為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)加工中心立柱的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和受力情況，對(duì)立柱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)簡化，選取CAD三維模型軟件Pro

2、/E建立立柱的幾何模型，并將建好的模型導(dǎo)入到有限元分析軟件ANSYS中。通過對(duì)模型定義單元材料、材料屬性、施加邊界約束條件和劃分網(wǎng)格建立了立柱的有限元模型，然后根據(jù)靜態(tài)力學(xué)的有關(guān)知識(shí)、立柱靜態(tài)工況的模擬和施加載荷對(duì)立柱進(jìn)行靜態(tài)有限元分析。根據(jù)強(qiáng)度理論對(duì)分析得到的結(jié)果進(jìn)行強(qiáng)度校核，根據(jù)最大位移變形量對(duì)立柱的剛度進(jìn)行了評(píng)估，立柱加高前所得到的最大應(yīng)力和最大位值也就成為立柱加高后優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)。
　　 其次，對(duì)立柱進(jìn)行了模態(tài)分析和

3、諧響應(yīng)分析，得到立柱的加高前以及加高后的前八節(jié)固有頻率和振型，并結(jié)合加高后立柱的諧響應(yīng)分析結(jié)果來綜合評(píng)價(jià)立柱的力學(xué)性能。通過模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析結(jié)果表明，立柱加高后在頻率400HZ處容易發(fā)生共振，應(yīng)盡量避免。靜態(tài)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析為立柱優(yōu)化設(shè)計(jì)和動(dòng)力改進(jìn)打下了基礎(chǔ)。
　　 再次，立柱在優(yōu)化設(shè)計(jì)中立柱的四個(gè)壁厚d10、d11、d12、d13為輸入函數(shù)，立柱的總質(zhì)量、和靜態(tài)分析中得到的最大變形位移為輸出函數(shù)。用ANSYS W