BXO型鏜銑床關(guān)鍵件的靜動態(tài)性能分析與優(yōu)化.pdf

1、在石化行業(yè)，大型壓力容器的法蘭面密封槽在線修復(fù)處理難度極大，而離線修復(fù)時，投入的人力、物力又太大，停產(chǎn)時間長，對工業(yè)生產(chǎn)影響大。BX0型鏜銑床就是針對這一問題進行研究而專門設(shè)計的在線修復(fù)數(shù)控機床。本文以BX0型鏜銑床為研究對象，利用有限元方法分析論證了機床關(guān)鍵零部件的強度、剛度、振動及結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題，主要內(nèi)容如下：⑴對機床關(guān)鍵件（卡環(huán)、轉(zhuǎn)臂、刀架）進行結(jié)構(gòu)分析，在保證反映實際結(jié)構(gòu)力學(xué)性能的前提下，對三維模型進行一定的簡化處理，利用Pro

2、/E建立參數(shù)化實體模型，并通過專用接口導(dǎo)入ANSYS中，以建立關(guān)鍵件的有限元模型，較好解決了復(fù)雜模型在ANSYS中直接建模不便的問題，真正實現(xiàn)了CAD/CAE的無縫連接。⑵針對卡環(huán)實際工作中常見的豎直和水平工況進行了靜態(tài)性能分析，得到其在不同工況下的應(yīng)力、變形云圖及其應(yīng)力、變形最大的危險位置，以此初步判斷該零件完全能夠支撐整機正常工作。⑶對轉(zhuǎn)臂進行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，以確定轉(zhuǎn)臂在約束條件下的固有頻率和振型，分析其動力響應(yīng)位移，以此來評

3、價轉(zhuǎn)臂的動態(tài)特性，為其結(jié)構(gòu)改進提供參考依據(jù)。在此基礎(chǔ)上進行了拓撲優(yōu)化設(shè)計，有效減輕了轉(zhuǎn)臂的質(zhì)量，并提高了其有效剛度。⑷基于螺栓連接結(jié)合部、導(dǎo)軌結(jié)合部的理論建模原理和方法，通過彈簧-阻尼單元建立動力學(xué)模型，對刀架中涉及的結(jié)合部進行了模擬分析，獲得了組合結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能參數(shù)。⑸對卡環(huán)進行靈敏度分析，篩選出重要參數(shù)并確定各參數(shù)的合理變化范圍，最后以重要參數(shù)為設(shè)計變量，以應(yīng)力值和變形量為約束條件，以卡環(huán)總體積為目標，進行輕量化設(shè)計，減重效果顯著。