基于有限元分析的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及其工程應(yīng)用.pdf

1、機(jī)械產(chǎn)品向高速、高效、精密、輕量化和自動(dòng)化方向發(fā)展，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，對(duì)工作性能的要求越來(lái)越高。為使這些產(chǎn)品安全可靠地工作，其結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須具有良好的靜、動(dòng)態(tài)特性。我們期望在設(shè)計(jì)階段就能了解未來(lái)產(chǎn)品的各種靜、動(dòng)態(tài)性能，并根據(jù)要求對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，避免產(chǎn)品樣機(jī)的反復(fù)試制、測(cè)試及改進(jìn)過(guò)程。為此，本文以結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)為主要研究路線，尋求結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳組合，使產(chǎn)品動(dòng)、靜態(tài)特性在設(shè)計(jì)階段就能最佳化。本文分為上下兩篇。 上篇以機(jī)床為研究對(duì)象，

2、對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的原理、方法進(jìn)行研究，并以數(shù)控弧齒銑齒機(jī)Y603B為例進(jìn)行了結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.綜述了機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)及動(dòng)態(tài)試驗(yàn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，闡述課題提出的目的和意義，明確本文研究的主要內(nèi)容； 2.闡述機(jī)械結(jié)構(gòu)的變量化設(shè)計(jì)技術(shù)，研究基于有限元方法的結(jié)構(gòu)變量化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原理、內(nèi)容。通過(guò)基于元結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方法，成功地對(duì)數(shù)控機(jī)床床身和立柱等大件結(jié)構(gòu)進(jìn)行變量化靜、動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)，證明變量化優(yōu)化結(jié)構(gòu)參

3、數(shù)的可行性和高效性； 3.基于決定機(jī)床動(dòng)態(tài)特性的基本參數(shù)，提出力封閉環(huán)長(zhǎng)度最短、環(huán)節(jié)最少等十條機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的基本原則，對(duì)指導(dǎo)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有實(shí)用價(jià)值； 4.對(duì)數(shù)控弧齒銑齒機(jī)Y603B運(yùn)用試驗(yàn)分析與有限元建模分析相結(jié)合的方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)研究，綜合應(yīng)用結(jié)構(gòu)變量化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法與機(jī)床結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)原則，對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。 下篇以敞車(chē)為研究對(duì)象，對(duì)車(chē)輛的輕量化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析與疲勞壽命分析做了相應(yīng)的研究，主要

4、研究?jī)?nèi)容為： 1.對(duì)輕量化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，以敞車(chē)為研究對(duì)象，通過(guò)試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析，得出結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，應(yīng)用有限元分析軟件對(duì)該敝車(chē)進(jìn)行建模，在與試驗(yàn)結(jié)論參數(shù)對(duì)比確定模型合理后，進(jìn)行強(qiáng)度與動(dòng)態(tài)特性分析，在保持強(qiáng)度不降低的情況下，應(yīng)用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，使車(chē)體重量降低1.2噸； 2.建立車(chē)輛-軌道動(dòng)力學(xué)模型，研究車(chē)輛在軌道運(yùn)行時(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，并基于載荷譜應(yīng)用有限元方法對(duì)集裝箱專(zhuān)用平車(chē)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)響應(yīng)分析；