| 【中文题名】 | 数控机床结合面参数实验识别及其主结构动态优化 |
| 【英文题名】 | Joint Identificationon Experiment of Numeric Control Machine and Dynamic Optimization of Its Main Structure |
| 【学科专业】 | 机械制造及其自动化 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2006-11-16 |
| 【中关键词】 | 结合面,接触状态,弹性夹层,力学特性,有限单元法, |
| 【英关键词】 | Joint,Contact ratio,Plate-spring layer,Dynamic characteristic,Finite element technique, |
| 【分类导航】 | 工业技术>金属学与金属工艺>金属切削加工及机床>程序控制机床、数控机床及其加工>> |
| 【论文摘要】 |
数控技术是先进制造技术的重要核心之一,关系到国家工业战略地位和综合国力水平。目前世界发达国家数控产业发展的主要方向之一是数控设备的高速、高效化。对这种产品,主结构系统的静动态品质是影响产品性能的关键因素,这就要求建立准确的有限元模型。
本文就如何实现数控机床主结构快速建立有限元模型及优化设计等问题进行了相应的研究。提出了一种测试结合面实际接触状态的方法,此方法以相对位移位基础,将模型简化为单自由度系统,消除了基础振动位移的影响,识别精度高。通过实验手段给出了几种工程实际条件下的结合面的相对接触比。并提出一种利用实验识别参数应用ANSYS自定义单元处理结合面的方法。
在本文中提出了基于单元格能量的分析方法,这种方法基于灵敏度方法,它提出了薄弱机构的能量标准.在现有的分析方法中,直接的灵敏度计算方法忽略的了这一点而且结构优化采用识别物理参数识别的方法。这种方法的计算效率优于直接的灵敏度方法,而且它能保持整个结构的约束条件不改变,这一点是非常的令人满意的。
将实验识别出的结合面基础特性数据和基于单元格能量的方法应用在有限元结构分析计算中。以压片机机架模型为对象进行计算,对结构进行整... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
3-4 |
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Abstract |
4-7 |
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第1章 绪论 |
7-15 |
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1.1 课题背景 |
7-9 |
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1.2 结合面的影响因素 |
9 |
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1.3 国内外研究状况 |
9-13 |
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1.4 本文的主要内容及研究成果 |
13-15 |
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第2章 结合面动态特性的研究方法 |
15-26 |
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2.1 频响函数测试技术 |
15-18 |
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2.2 结合面动态特性宏观研究方法 |
18-20 |
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2.3 结合面动态特性的微观研究方法 |
20-25 |
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2.3.1 表面接触时的相互作用 |
21 |
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2.3.2 表面接触的GW 模型理论 |
21-22 |
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2.3.3 轮廓面积的计算 |
22-24 |
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2.3.4 接触刚度的计算 |
24-25 |
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2.4 本章小结 |
25-26 |
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第3章 数控机床结合面特征参数试验识别及有限元模型的建立 |
26-36 |
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3.1 结合面参数的测定方法 |
26 |
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3.2 实验装置与结合面参数识别实验分析模型 |
26-29 |
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3.3 结合面单位面积刚度和阻尼系数计算 |
29-30 |
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3.4 试验结果分析与结论 |
30-32 |
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3.5 结合面的有限元模型 |
32-35 |
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3.5.1 ANSYS 自定义单元 |
32-33 |
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3.5.2 结合面处理 |
33-35 |
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3.6 本章小结 |
35-36 |
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第4章 高速压片机机架的有限元计算 |
36-45 |
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4.1 有限元方法简介 |
36-39 |
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4.1.1 虚功原理 |
36 |
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4.1.2 最小势能原理 |
36-38 |
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4.1.3 有限元方法简介 |
38-39 |
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4.2 ANSYS 软件的介绍 |
39-41 |
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4.2.1 前处理模块PREP7 |
39-40 |
|
4.2.2 求解模块SOLUTION |
40-41 |
|
4.3 高速压片机机架的有限元计算 |
41-44 |
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4.3.1 建立有限元模型 |
41-42 |
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4.3.2 模态分析 |
42-43 |
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4.3.3 机架的静力学分析 |
43-44 |
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4.4 本章小结 |
44-45 |
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第5章 压片机机架的结构优化 |
45-54 |
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5.1 薄弱环节的识别标准 |
45-46 |
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5.2 基于单位体积能量的结构优化与布局修改 |
46-48 |
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5.2.1 结构物理参数的修改 |
46-47 |
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5.2.2 结构布局修改和虚单元格方法 |
47-48 |
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5.3 机架的结构优化 |
48-50 |
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5.4 结构的动力学分析 |
50-53 |
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5.5 本章小结 |
53-54 |
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结论 |
54-56 |
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参考文献 |
56-59 |
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攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
59-60 |
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致谢 |
60 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.380921 |
