基于有限元的3-TPT并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)特性研究.pdf

1、并聯(lián)機(jī)床是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的新型機(jī)床，與傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床相比，并聯(lián)機(jī)床具有剛度重量比大、響應(yīng)速度快、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)和技術(shù)附加值高等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，并聯(lián)機(jī)床的設(shè)計(jì)越來越趨近于CAD/CAM/CAE的一體化。有限元技術(shù)用于指導(dǎo)機(jī)床的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使機(jī)床在強(qiáng)度和剛度方面滿足要求，同時(shí)可以降低機(jī)床床身的重量，使床身輕量化。本文的研究對(duì)象是東北大學(xué)研制的3-TPT并聯(lián)機(jī)床，在模型的構(gòu)建上，采用了三維畫圖軟件Solid

2、works，在Solidworks完成機(jī)床的幾何建模，然后導(dǎo)入到ANSYS中進(jìn)行修改，以使模型得到合理的簡化。同時(shí)根據(jù)機(jī)床工作位置的不同建立了三種位姿的有限元模型，分別對(duì)機(jī)床的三種位姿進(jìn)行了靜力、靜剛度和模態(tài)分析。具體包括以下主要內(nèi)容： (1)敘述了本課題研究的目的意義，回顧了并聯(lián)機(jī)床的發(fā)展歷史，論述了并聯(lián)機(jī)床國內(nèi)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(yīng)用概況，介紹了ANSYS軟件的功能和特點(diǎn)。 (2)詳細(xì)闡述

3、了三維有限單元法在并聯(lián)機(jī)床上的應(yīng)用，建立了三維有限單元的應(yīng)力應(yīng)變方程和單元?jiǎng)偠染仃?，為機(jī)床有限元模型的建立奠定了理論基礎(chǔ)，并在此基礎(chǔ)上研究建立了并聯(lián)機(jī)床的有限元模型。 (3)分析了并聯(lián)機(jī)床的承受靜力時(shí)的受力特點(diǎn)。通過應(yīng)用ANSYS有限元軟件對(duì)并聯(lián)機(jī)床進(jìn)行了靜力分析，得出了機(jī)床主架和整機(jī)在不同位姿時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變圖，分析了機(jī)床應(yīng)力分布規(guī)律。 (4)根據(jù)并聯(lián)機(jī)床的靜剛度理論，對(duì)并聯(lián)機(jī)床進(jìn)行了有限元?jiǎng)偠确治?，得出了機(jī)床不同位姿時(shí)的