基于有限元技术的板材加工机械优化设计与分析

论文题目: 基于有限元技术的板材加工机械优化设计与分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械制造及其自动化

作者: 蒋晨

导师: 汤文成

关键词: 压力机机架,参数化建模,有限元分析,模态分析,结构优化

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 基于有限元法的结构分析和优化技术的广泛应用,能够有效缩短研制周期,降低开发成本,提高产品的质量和可靠性。本课题以JF21-160型压力机机架结构为研究对象,在考虑材料特点及静动态特性条件下进行有限元建模和分析以及结构优化,采用大型通用化有限元分析软件ANSYS作为分析工具,对机架结构进行静态、动态分析和优化,为产品设计和试验提供依据和指导。对压力机机架进行模态分析,讨论各频率对机架模态的影响,在压力机机架在满足足够的强度和刚度条件下,通过优化机架几何尺寸及其各部分板厚使其所用材料为最少。并根据静力分析结果和机架整体结构,选取机架部分几何尺寸和各组成部分的板厚作为设计变量,在满足强度和刚度条件下,以机架的体积作为目标函数采用零阶方法对机架进行结构优化,最大限度减轻重量。通过对板材加工机械压力机机架有限元分析,能够为企业提高其设计质量,增强效益,具有实际应用价值。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题的背景及意义

1.2 国内外有限元技术发展现状

1.3 本课题的主要内容及研究方法

第二章 有限元方法基本理论

2.1 有限元方法概述

2.2 有限元方法的一些发展趋势

2.2.1 与CAD软件的无缝集成

2.2.2 更强大的网格处理能力

2.2.3 由求解线性问题发展到求解非线性问题

2.2.4 由单一结构场求解发展到耦合场问题求解

2.2.5 程序面向用户具有开放性

2.3 有限元方法分析过程

2.3.1 建模阶段

2.3.2 计算阶段

2.3.3 后处理阶段

2.4 有限元方法计算步骤

2.4.1 结构离散化

2.4.2 单元分析

2.4.3 整体分析

2.5 本章小节

第三章 对压力机机架静态分析

3.1 压力机机架的总体组成结构

3.2 压力机机架有限元模型的建立

3.2.1 单元类型的选择

3.2.2 几何模型的建立

3.2.3 实体模型的网格划分

3.2.4 利用APDL语言参数化建模

3.3 边界约束条件及加载说明

3.4 计算结果分析

3.4.1 位移分析

3.4.2 角变形

3.4.3 应力分析

3.5 本章小节

第四章 对压力机机架模态分析

4.1 模态分析基本理论

4.1.1 关于连续系统的模态分析

4.1.2 模态分析的求解方法

4.1.3 用ANSYS软件进行模态分析

4.1.3.1 模态分析步骤

4.1.3.2 模态提取方法

4.2 压力机机架的模态分析

4.2.1 各阶频率与振型

4.2.2 振动变形分析

4.3 本章小节

第五章 压力机机架的结构优化设计

5.1 结构优化理论简述

5.1.1 结构优化设计理论基础

5.1.2 用结构优化设计理论分析问题

5.1.3 有关结构形状优化设计介绍

5.2 结构优化设计的方法步骤

5.2.1 结构优化数学模型

5.2.2 在ANSYS环境中的设计优化

5.2.2.1 分析步骤

5.2.2.2 优化方法

5.2.2.3 优化工具

5.2.2.4 优化限制

5.3 对机架进行整体连续优化

5.3.1 选取优化对象

5.3.2 优化分析结果

5.4 对机架进行离散变量结构优化

5.4.1 优化方案的选取

5.4.2 按照优化方案进行分析处理

5.4.3 与原始方案进行比较

5.5 本章小节

第六章 结论和展望

6.1 结论

6.2 展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].5000中厚板组合式机架的有限元法结构分析[D]. 毛智元.太原科技大学2014
• [2].五机架冷连轧厚度控制系统应用研究[D]. 王振冲.东北大学2013
• [3].大型伺服油缸试验加载机架研究[D]. 尹丹.武汉科技大学2013
• [4].二十辊森吉米尔轧机机架强度分析及优化[D]. 谭川.辽宁科技大学2014
• [5].五机架冷连轧厚度控制原理与应用研究[D]. 刘奉家.西安建筑科技大学2004
• [6].多点成形压力机机架有限元分析及优化设计[D]. 王东明.吉林大学2010
• [7].快速热成形液压机机架疲劳分析[D]. 谢洁.天津理工大学2014
• [8].并联式C形龙门铣床机架结构设计与优化[D]. 沈晓健.南京理工大学2015
• [9].5500mm宽厚板轧机机架的优化设计[D]. 姚兴磊.辽宁科技大学2012
• [10].大型模锻液压机机架疲劳寿命研究[D]. 崔明亮.燕山大学2012

相关论文

• [1].某特种车辆舱体结构的有限元分析与优化[D]. 刘晓梅.南京理工大学2007
• [2].机械结构系统的动态优化设计方法研究[D]. 李军锁.西安电子科技大学2006
• [3].基于ANSYS的CK6136数控车床的有限元分析及优化设计[D]. 李恒熙.东南大学2006
• [4].真空吸附夹具的有限元分析和优化设计[D]. 梅飞.东南大学2005
• [5].基于ANSYS的XK713数控铣床有限元分析及优化设计[D]. 陈庆堂.东南大学2005
• [6].机械传动系统方案设计CAD专家系统的研究[D]. 陈义军.东南大学2005
• [7].基于有限元分析的鱼雷尾段优化设计[D]. 张亚军.昆明理工大学2007
• [8].新型压力机机身有限元分析与优化[D]. 周平.南京理工大学2007
• [9].开式压力机机身的有限元分析及其优化设计[D]. 张祖芳.东南大学2004
• [10].数控高速铣齿机床结构有限元分析及优化研究[D]. 陈生华.南京工业大学2005

标签：压力机机架论文;  参数化建模论文;  有限元分析论文;  模态分析论文;  结构优化论文;