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本科生畢業(yè)設計 畢業(yè)設計題目 力機機身結構有限元分析及改進設計 學 生 姓 名 專 業(yè) 班 級 指 導 教 師 完 成 日 期 畢業(yè)設計（論文）前期工作材料 學生姓名： 學號： 系 部： 專 業(yè)： 設計（論文）題目： 力機機身結構有限元 分析及改進設計 指導老師： 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計（論文）任務書 1 3 畢業(yè)設計（論文）實習調研報告 1 4 畢業(yè)設計（論文）開題報告（含文獻綜述） 1 5 畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 6 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 學 院 選 題 教 師 姓名 專 業(yè) 專業(yè)技術 職務 申報課題名稱 力機 機身 結構 有限元分析及改進設計 課題性質 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 課題來源 A B C D √ √ 課題簡介 本課題來源于江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司。 壓力機是該公司根據市場需求而開發(fā)研制的產品。要求我們運用有限元分析技術對 壓力機進行結構分析并給出優(yōu)化方案。通過本課題的研究 ,為提高壓力機產品的性能，質量和壽命，降低產品成本提 供科學計算分析的依據，增強其產品在市場的競爭力。 本課題的目的在于鞏固和擴大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決工程中的實際問題的能力；培養(yǎng)學生調查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學生在設計過程中使用計算機的能力；培養(yǎng)學生撰寫論文的能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過本課題的研究，使學生能夠掌握有限元建模、邊界條件的確定、載荷模擬及結構應力應變場的分析及優(yōu)化設計等現(xiàn)代設計方法。 設計（論文） 要 求 （包括應具備的條件） 技術要求： （ 1） 要求校核 壓力機在承載條件下的剛度和強度； （ 2） 要求在保證壓力機強度和剛度的條件下對壓力機主要部件進行優(yōu)化設計； （ 3） 分析壓力機的模態(tài)，并對壓力機的工作狀況進行評估。 具備條件 ： (1) 機房提供學生完成課題所需計算機和有限元分析軟件 (2) 揚州大學圖書館提供學生所需資料。 課題預計 工作量大小 大 適中 小 課題預計 難易程度 難 一般 易 √ √ 所在專業(yè)審定意見： 負責人（簽名）： 年 月 日 院主管領導意見： 簽名： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 專 業(yè)： 學生姓名： 學號： 畢業(yè)（論文）題目： 力機 機身 結構 有限元分析及改進設計 起 迄 日 期： 設計（論文）地點： 指 導 老 師： 專 業(yè) 負 責 人： 發(fā)任務書日期： 畢業(yè)設計（論文）任務書 1、本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 本課題來源于江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司。 壓力機是該公司根據市場需求而開發(fā)研制的產品。要求我們運用有限元分析技術對 壓力機進行結構分析并給出優(yōu)化方案。通過本課題的研究 ,為提高壓力機產品的性能，質量和壽命，降低產品成本提供科學計算分析的依據，增強其產品在 市場的競爭力。 本課題的目的在于鞏固和擴大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決工程中的實際問題的能力；培養(yǎng)學生調查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學生在設計過程中使用計算機的能力；培養(yǎng)學生撰寫論文的能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過本課題的研究，使學生能夠掌握有限元建模、邊界條件的確定、載荷模擬及結構應力應變場的分析及優(yōu)化設計等現(xiàn)代設計方法。 2、本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數(shù)據、技術要求、工作要求等）： 務內容 要求運用有限元 分析軟件 壓力機 進行有結構靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及結構優(yōu)化設計。利用靜態(tài)有限元分析，校核液壓機機身部件的強度和剛度，并且根據分析的結果進行結構優(yōu)化設計以達到降低生產成本，提高經濟效益。模態(tài)分析可以求出機身振動的固有頻率以及相應的振型，分析各種振型對液壓機工作狀態(tài)的影響。這對于了解液壓機現(xiàn)有結構的力學特性以及進而改善其結構有重要的意義，為液壓機的設計提供了理論和現(xiàn)實依據。主要任務內容有： （ 1） 對 壓力機機身 進行三維實體建模 ； （ 2） 了解 壓力機 工作性質和工作狀態(tài) ；對其進行工作載荷 分析，確定邊界條件及加載方案； （ 3） 劃分網格，進行有限元結構靜態(tài)分析，求出機身的應力和應變分布規(guī)律， 評價載荷對壓力機工作性能的影響； （ 4） 對 機身 模型進行 自由 模態(tài)分析，求解 機身 固有頻率以及相應的振型等動態(tài)參數(shù)，分析其對工作狀況的影響。 （這項選做 ） ； （ 5） 根據分析結果，在應力集中危險區(qū)域采取措施改善應力狀況；在低應力區(qū)域，改變相關尺寸變量，以達到減輕部件總體質量的目的。重新進行有限元分析，檢驗改變尺寸后的剛度和強度。重復進行以上步驟，直到獲取最佳方案。 始條件及數(shù)據 該設備的主要參數(shù)如下 : 型 號 : 公 稱 壓 力 : 200 標準行程次數(shù) : 1250× 1250； 機身材料是 度 37800 ； 許用角變形 ? ? 980?? 微??； 其他數(shù)據（材料等）見圖紙。 術要求 （ 4） 要求校核 壓力機在承載條件下的剛度和強度。 （ 5） 要求在保證壓力機強度和剛度的條件下對壓力機主要部件進行優(yōu)化設計。 （ 3） 分析壓力機的模態(tài)，并對壓力機的工作狀況進行評估。 作要求 （ 1） 在深刻領會任務內容及要求的基礎上，查找相 關的文獻資料。（ 20 篇以上，除了教師已列出的文獻），通過查閱文獻資料認真研究原始材料，寫出開題報告； （ 2） 進行理論學習、上機操作、數(shù)據處理、分析總結、整理資料，完成與任務書要求相應的工作，并撰寫成畢業(yè)論文，獨立完成畢業(yè)設計的各項工作； （ 3） 畢業(yè)論文或設計說明書需符合規(guī)范化要求，即：由中外文題名、目錄、中外文摘要、引言（前言）、正文、結論、謝辭、參考文獻和附錄組成，中文摘要在 400 漢字左右，外文摘要在 250 個實詞左右，中文題名字數(shù)一般不超過 20 個，設計說明書、論文或軟件說明書的總字數(shù)在 萬漢字； （ 4） 完成英譯中資 料一份； （ 5） 畢業(yè)設計必須按時按量在規(guī)定的地點認真完成。 畢業(yè)設計（論文）任務書 3、對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設計論文、 圖表、實物樣品等）： （ 1） 完成實習調研報告一份； （ 2） 完成開題報告一份； （ 3） 完成按本任務書第二項內容所述要求撰寫研究論文 一篇 ，篇幅不少于 2 萬字；。 （ 4） 完成英譯中資料一份， 不少于 5000 字符 。 4、主要參考文獻： [1] 梁森 D]:[碩士學位論文 ]. 山東：山 東工業(yè)大學機械系， 2001. [2] 雷小寶 數(shù)字化壓力機的研制 [D]： [碩士學位論文 ]肥工業(yè)大學， 2007. [3] 張祖芳 D]:[碩士學位論文 ] 南大學， 2004. [4] 周平 D]:[碩士學位論文 ]京理工大學，2007. [5] 江克斌 , 屠義強 , 邵飛 現(xiàn) . 北京 : 國防工業(yè)出社 . [6] 高耀東 , 郭嘉平 械工程應用 25 例 . [7] 劉茜，董正身，基于 C 型液壓機機身有限元分析，機械設計與制造， 2006，10018] 劉強，付文智，李明哲 塑性工程學報 0(5) [9] 傅志方，華宏星 上海 :上海交通大學出版社 ,2000 [10] 張洪武．有限元分析與 術基礎 [M]．北京：清華大學出版社， 2004 [11] 傅永華．有限元分析基礎［ M］．武漢：武漢大學出版社 ,2003． 8． [12] 侯曉望 , 童水光 . 基于有限元分析的液壓機結構優(yōu)化 [J]. 浙江大學學報 , 2005, 4: 4613] 尚曉江 , 邱峰 構有限元高級分析方法與范例應用，北京 :中國水 利水電出版社 ,2008 [14] 王文玷，田保杰 科技論文寫作與發(fā)表 北京：國防工業(yè)出版社 . [15] 尚曉江等 . 構有限元高級分析方法與范例應用 16] 章爭榮，孫友松等，開式數(shù)控回轉頭壓力機機身結構及其對剛度的影響，鍛壓機械，2001， 3 [17] 鐘志華，周彥偉 . 現(xiàn)代設計方法 [18] 雷小燕 中國鐵道出版社 0 [19] 龔曙光 礎應用及范例解析 畢業(yè)設計（論文）任務書 5、本畢業(yè)設計（論 文）課題工作進度計劃 起止日期 工 作 內 容 第 1： 第 3： 第 5： 第 8： 第 11－ 12 周： 第 13： 收集閱讀與課題有關的中英文資料 15 篇； 翻譯英文資料 ； 畢業(yè)實習，并完成實習報告； 調查研究、分析課題，提交開題報告； 有限元軟件（ 作練習； 對壓力機機身進行有限元建模研究； 結構分析，有限元計算，數(shù)據處理； 給出優(yōu)化方案及分析結果 。 撰寫畢業(yè)論文 。 對所做工作進行總結、分析、做 備畢業(yè)答辯 。 所在專業(yè)審核意見： 負責人： 年 月 日 學院意見： 院長： 年 月 日 實習 調查 報告 4月 9號下午星期三下午在老師的安排下，我們參觀了揚州揚力集團。讓我們真正見到了實際的生產加工過程，開拓了視野。大學四年一直注重理論的學習，如今有機會與實踐進行零距離接觸，感觸 很多。 揚力集團位于長三角沿江工業(yè)走廊核心區(qū)域的揚州經濟開發(fā)區(qū)內，集團注冊資本總額 1億元，占地總面積 1500畝，固定資產總值 團以江蘇揚力 集團有限公司（前身為揚州第二鍛壓機床廠）為母公司，轄有揚力集團數(shù)控公司、揚力集團液壓公司、揚力集團重 型公司、江蘇揚力鑄鍛公司、揚力集團精機公司等 5家子公司。 此次，我們主要參觀了數(shù)控機床生產車間，通過公司負責人的介紹，我了解了揚力集團數(shù)控公司長期致力于數(shù)控機床的開發(fā)與研究，主要產品有 0壓數(shù)控轉塔沖床、 列電液伺服同步數(shù)控折彎機； 、折、 激光等各類中高 檔金屬板材加工機械的研發(fā)、生產和銷售，產品廣泛應用于航空、汽車、軍工、電器、五金、造幣等生產領域，并遠銷歐美、東南亞等幾十個國家和地區(qū)。 在完善現(xiàn)代企業(yè)制度的進程中，楊力集團凸顯出生產規(guī)?；?、發(fā)展專業(yè)化、管理規(guī)范化、營銷網絡化、研發(fā)系列化、產權自主化、服務優(yōu)質化、員工知識化的特點，并通過管理求新、技術創(chuàng)新、設備更新，以及集品種、品質、品位于一體的 “三品戰(zhàn)略 ” ，贏得了科技優(yōu)勢、質量優(yōu)勢和市場優(yōu)勢。近 3年來，集團銷售總額連續(xù) 三年占據國內同行業(yè)榜首，先后獲 “江蘇省百強重點高新技企業(yè) ”“國家重點 高新技術企業(yè) ”“國家級邗江數(shù)控金屬板材加工機械產業(yè)基地骨干企業(yè) ”和 “中國機械 500強 ”等稱號， “揚力 ”商標也被評為中國馳名商標。 隨著半閉式壓力機在家電制造業(yè)的熱銷與普及，一些使用高精度進口設備的用戶紛紛向揚力提出開發(fā)效率更快、精度更高的沖壓設備要求。在此基礎上，揚力采 用預應力機身結構和動平衡技術，一舉克服了床身震動引起的機械變形弊端，大大提高了床身下死點重復定位精度，同時使沖壓速度在此前改進設備 250次 /分鐘的基礎上再增加一倍，達 500次 /分鐘，該產品不僅性能達到國際同類設備先進水平，而且造價僅為同類進 口設備的三分之一。 擁有全球電腦機箱 “制造王國 ”之稱的富士康集團是國內精密沖壓設備的重點用戶之一。它們原采用臺灣、日本和歐洲進口設備，經過充分考察，富士康于 2005年一次性投入億元資金，向揚力集團購進 400多臺套組合型壓力機，充實到其在深圳、太原、煙臺、昆山的四大生產基地，創(chuàng)下了當年國內壓力機領域最大的單項訂單，相當于揚力集團當時的年度銷售總額。此后，海爾、格力、美的等知名電器制造企業(yè)也開始陸續(xù)選用揚力設備替代進口產品。 為進一步提高我國重大裝備國產化水平，揚力發(fā)揮多方面技術優(yōu)勢，實施國內外產、學、研合作， 近年來，揚力分別開發(fā)研制出 50030數(shù)控轉塔沖床， 型伺服三坐標多功位壓力機等填補國內空白的新產品。目前揚力已形成 20多個系列， 400多個高、中、普檔壓力機、折彎機、剪板機、激光切割機、自動成型機等金屬板材加工設備制造體系，擁有 70多項新產品、新技術專利，有 32項產品獲國家和省市科技成果獎，其中 18項高新技術產品國內首創(chuàng)，經 科技部門組織鑒定，其產品性能均達國內領先和國際同類產品先進水平，其中大部分被列為國家和省 “星火計劃 ”、 “火炬計劃 ”或替代進口重大科研成果項目。部分產品相繼出口日本、俄羅斯、美國、加拿大等二十多個國家和地區(qū)，年外貿收購額達 6億元人民幣，使我國多項中、高檔板材加工設備實現(xiàn)了由進口到出口的重大歷史轉折，而揚力也連續(xù) 3年被列為全國鍛壓機床行業(yè)排頭兵企業(yè)。 從這次的經歷中，讓我明白了只有實踐才能讓我們提高，學習書本的知識，是為了在實踐中運用，在從中體會總結經 驗，提高自身技能和實戰(zhàn)經驗。學習理論是為實踐做準備，掌握好 理論原理，才能在實踐過程中不盲從，或者不知所云。什么事情都是在摸索中前進，不怕跌倒 不怕疼痛，站起來繼續(xù)前行。通過這次生產實習，進一步鞏固和深化所學的理論 知識，彌補以前單一理論教學的不足，為畢業(yè)設計打 好基礎，學到了很多自己以前不懂的知識，也從單位的員工身上學到了很多道理。同時感覺自己在動手實踐 方面還亟待加強。我必須加強專業(yè)知識和實踐的結合，以使自己將來進入公司能盡快的適應公司，適應社會。為整個機械行業(yè) ,為整個社會做出自己的一份貢獻。 為未來做好充分的準備，才能立足于這個競爭激勵的社會。 畢業(yè) 設計（論文）開題報告 學 生 姓 名： 學號： 專 業(yè)： 設計（論文）題目： 指 導 老 師： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1、結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000 字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 力機的國內外發(fā)展 現(xiàn) 況 隨著機電一體化和數(shù)控技術的飛速進步，伺服驅動系統(tǒng)在制造業(yè)中得到了廣泛應用。但是與，與金屬切削機床相比，鍛壓機械的伺服化、數(shù)字化的開發(fā)落后了數(shù)十年 [21]。上世紀 90 年代， 在日、歐洲等工業(yè)發(fā)達國家興起了交流伺服機直接驅動壓力機的研究和開發(fā)，這種伺服壓力機與傳統(tǒng)機械壓力機相比，具有結構簡單丶生產效率高、產品質量好、滑塊運動柔性好、降噪節(jié)能顯著等優(yōu)點。這類壓力機在日本進入普及期，隨著其在汽車零件、電子零件等高精度、難成行加工領域中的應用和其優(yōu)良的節(jié)能性么，已經顯示了其他壓力機所無可比擬的優(yōu)越性，成為世界沖壓技及裝備發(fā)展的主要潮流之一[1]。 日本在伺服壓力機的研究、生產及商品化等方面處于國際領先水平，掌握了伺服壓力機的設計和制造技術。日本 司在伺服壓力機的研 發(fā)上目前已經出現(xiàn)了三代不同的產品，第一代是 1998 年發(fā)明的 二代是 2001 年問世的 三代是 2002 年 列 [2]。 2005 年日本網野公司開發(fā)出世界上最大的大型伺服壓力機，目前公司根據各種生產需求，研發(fā)出了機械連桿伺服壓力機、曲柄多連桿伺服壓力機、液壓式伺服壓力機等多種類型的伺服壓力機 [3]。 2007 年德國 司推出了2500列產品。 2010 年舒勒推出了新一代伺服驅動機械壓力機。 自上世紀八十年代以來，我國的一些企業(yè)先后引進了日本小松制作所得機械 壓力機、德國埃爾福特公司的機械多連桿壓力機、德國舒勒公司的告訴精密壓力機等多種壓力機產品技術，是我國沖壓裝備在結構、精度、技術性能方面有很大提高 [24]。 2007 年10 月濟南二機床研制出我國第一臺大型伺服壓力機。臺灣金豐企業(yè)開發(fā)了 伺服壓力機。 2007 年廣州鍛壓機床廠和華南理工大學聯(lián)合設計制造的 類肘桿伺服壓力機。齊二機床近年先后引進了瑞典 配試沖液壓機技術，與上海交通大學合 作成功研制了伺服壓力機技術。 2008 年兩者又采用沉余容錯技術聯(lián)合開發(fā)成功了2000稱肘桿伺服壓力機，打破了國 外大型伺服電機對中國市場的壟斷，發(fā)揮了巨大的經濟價值。 隨著我國制造業(yè)的不斷發(fā)展，我國已經能生產出最大下壓能力為 50000單動壓力機和最大下壓能力為 20000雙動壓力機以及最大下壓能力為 20000多連桿單動壓力機 [22]。 雖然近幾年國內伺服壓力機已經有了很大的發(fā)展，但在有些關鍵技術上和國外還是有很大的差距。為了提高了我國大型伺服壓力機的研發(fā)水平，必須走自主創(chuàng)新之路，開著具有我國自主知識產權的、符合中國發(fā)展條件的大型伺服壓力機研制工作。 限元的發(fā)展及現(xiàn)狀 有限元法是 根據變分原理求解數(shù) 學、物理學問題的一種數(shù)值方法 ， 是當前各行業(yè)通用的重要的計算方法 [23]。 它是 20 世紀 50 年代末 60 年代初興起的應用教學、現(xiàn)代力學及計算機科學相互滲透、綜合利用的邊緣科學。有限元發(fā)展至今，已由二維問題擴展到三維問題、板殼問題，由靜力學問題擴展到動力學問題、穩(wěn)定性問題，由結構力學擴展到流體，力學、電磁學、傳熱學等學科，由線性問題擴展到非線性問題，由彈性材料擴展到彈塑性。塑性、黏塑性和復合材料，從航空技術領域擴展到航天、土木建筑、機械制造、水利工程、造船、電子技術及原子能等。由單一物理場的求解擴展到多物理場的耦合 ，其應用的深度和廣度都得到了極大地拓展 [4]。 有限元方法是目前解決科學和工程問題最有效的數(shù)值方法。有限元法具有極大地通用性和靈活性；對同一種問題的有限元法，可以編制出通用的程序，應用計算機進行計算；只要適當加密單元的網格，就可以達到工程要求的精度；有限元法采用矩陣形式的表達，便于編程序，可以充分利用高速電子計算機所提供的方便 [5]。但是在求解一些特殊問題，特別是間斷問題時，有限元方法存在著某些固有的缺陷。針對有限元方法的不足， 1999 年，美國西北大學的 究組提出課一種用于處理間斷問題的 修正的有限元方法 增加了對不連續(xù)邊界的描述 [6]。 作為建設國家新一代青年，不僅需要懂得工程專業(yè)知識、有限元分析知識，還需要懂得計算機軟件設計知識，才能主動應用現(xiàn)代工程設計方法來解決工程中遇到的各種力學問題。 件介紹 一款以有限元分析為基礎的大型通用 件，是現(xiàn)代產品設計中的高級 具之一 [7]。 件具有多種有限元分析的能力，一個典型的 析過程可分為以下三個步驟 [8]： ① 創(chuàng)建有限元模型。包括創(chuàng)建或讀入幾何模型；定義材料屬性；劃分單元（ 節(jié)點及單元）； ② 施加載荷進行求解。包括施加載荷及邊界條件；求解； ③ 查看結果。包括查看分析結果；檢驗分析是否正確。壓力機的可靠性、安全性、加工精度和使用壽命等是機床結構設計和機床運行應考慮的主要問題，基于此，利用 件對壓力機進行靜態(tài)分析、模態(tài)分析和諧響應應分析，通過分析得出壓力機的靜剛度、前六階振型及固有頻率，為評價壓力機的動靜態(tài)特性以及后面的設計改造提供了實驗數(shù)據，為這種類型的壓力機設計改進提供了參考。 該平臺為圖像檢測裝備領域提供了新的軟件架構，能有效的整合圖像算法工具、工作流機制以及現(xiàn)場使用需求。和目前國內國外該領域其他的軟件工具相比，具有突出的優(yōu)點 [9]： 1）友好的客戶端界面設計，流程圖話的操作設計，可以使得最終用戶不用直接使用代碼或者命令行等其他方式的編碼，而且也不用熟悉圖像處理的原理，只需要考慮工作流程即可，從而提高可工作效率，減少了用戶的負擔； 2）使用工作流機制使得底層圖像處理算法和可視化流程圖之間的數(shù)據傳遞更加有效便捷； 3）平臺可擴展性好，可以集成和擴展多種圖像處理算法工具，減少二次開發(fā)的時間。 4）工作流實時返回處理的實時數(shù)據，可以對處理過程的每一個環(huán)節(jié)實時監(jiān)控。 參考文獻： [1] 金風明 韓新民 J][2] 謝鵬 J]2013. [3] 呂言 阮澎 J][4] 陳錫棟 趙曉棟 有限元的發(fā)展現(xiàn)狀及應用 [J][5] 張晉紅 有限元法及其應用現(xiàn)狀 [J][6] 郭歷倫 羅景潤 擴展有限元 方法及應用綜述 [J][7] 谷俊斌 件在工程力學專業(yè)教學中的應用 [J]2013(4). [8] 王亞利 件在機械結構中分析中的應用 .[M]. [9] 樊炳輝 賈娜 排爆機器人機械手靜力學分析 [J] [10]鐘志華 現(xiàn)代設計方法 [11]龔曙光 礎應用及范例解析 12]周平 D]:[碩士學位論文 ]京理工大學， 2007. [13]雷小燕 中國鐵道出版社 0 [14]張洪武 術基礎 [M]清華大學出版社 ,2004 [15]梁森 D].[論文碩士 ]山東工業(yè)大學機械系 16]江克斌 , 邵飛 現(xiàn) . 北京 : 國防工業(yè)出社 . [17]張祖芳 D]:[碩士學位論 文 ]南大學，2004 [18]尚曉江等 . 中國水利水電出版社 [19]張洪武．有限元分析與 M]．北京：清華大學出版社， 2004 [20]雷小燕 中國鐵道出版社 0 [21]江卓 式曲柄伺服壓力機設計 .[D]:[碩士學位論文 ]中科技大學 [22]張進 [D]:[碩士學位論文 ]肥工業(yè)大學 [23]張同同 數(shù)控伺服壓力機傳動機構運動特性及機架有限元分析 .[D]:[碩士學位論文 ]吉林大學 . [24]黃迅 [D]:[碩士學位論文 ]上海交通大學 . 畢業(yè)設計（論文）開題報告 2、本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 題來源 本課題來源于江蘇金方圓數(shù)控機床有限公司。 壓力機是該公司根據市場需求而開發(fā)研制的產品。要求我們運用有限元分析技術對 壓力機進行結構分析并給出優(yōu)化方案。通過本課題的研究 ,為提高壓力機產品的性能，質量和壽命，降低產品成本提供科學計算分析的依據，增強其產品在市場的競爭力。 本課題的目的在于鞏固和擴大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決工程中的實際問題的能力；培養(yǎng)學生調查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學生在設計過程中使用計算機的能力；培養(yǎng)學生撰寫論文的能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神 。 題分析 要求運用有限元分析軟件 壓力機 進行有結構靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及結構優(yōu)化設計 [10]。利用靜態(tài)有限元分析，校核液壓機機身部件的強度和剛度，并且根據分析的結果進行結構優(yōu)化設計以達到降低生產成本，提高經濟效益。模態(tài)分析可以求出機身振動的固有頻率以及相應的振型，分析各種振型對液壓機工作狀態(tài)的影響。這對于了解液壓機現(xiàn)有結構的力學特性以及進而改善其結構有重要的意義，為液壓機的設計提供了理論和現(xiàn)實依據。主要任務內容有： (1)對 壓力機機身 進行三維實體建模； (2)了解 壓力機 工作性質和工作狀態(tài) ；對其進行工作載荷分析，確定邊界條件及加載方案 [11]； (3)劃分網格，進行有限元 結構靜態(tài)分析，求出機身的應力和應變分布規(guī)律， 評價載荷對壓力機工作性能的影響 [12]； (4)對 機身 模型進行自由模態(tài)分析，求解 機身 固有頻率以及相應的振型等動態(tài)參數(shù)，分析其對工作狀況的影響 [13]； 根據分析結果，在應力集中危險區(qū)域采取措施改善應力狀況；在低應力區(qū)域，改變相關尺寸變量，以達到減輕部件總體質量的目的。重新進行有限元分析，檢驗改變尺寸后的剛度和強度。重復進行以上步驟，直到獲取最佳方案 [14]。 案制定 畫出 力機的三維模型再導入 件中 [15]。 循 “均勻應力區(qū)粗劃，應力梯度大的區(qū)域細劃 ”的原則 [16]。 備在工作時承受兩個相反方向的載荷，機身所受載荷簡化為對機身的兩個方向的均勻載荷。 力機通過地腳螺栓與地基項鏈部分的 6 自由度全約束 [17]。 身材料是 度 P=7800kg/18]。 身的優(yōu)化原則是：通過改變機身結 構，應用 許用應力和原有的變形為約束，優(yōu)化的目標是選擇合適的機身焊接結構與鋼板厚度，盡量減輕機身的重量 [19]。 到結構的固有頻率和固有振型 ，檢驗這些模態(tài)參數(shù)是否符合模態(tài)參數(shù)準則 [20]。 3 課題進度安 排表 起始日期 工作內容 第 1 收集閱讀與課題有關的中英文資料 15 篇； 翻譯英文資料 ； 第 3 畢業(yè)實習，并完成實習報告； 第 5 調查研究、分析課題，提交開題報告； 有限元軟件（ 作練習； 第 8 對壓力機機身進行有限元建模研究； 結構分析，有限元計算，數(shù)據處理； 第 11 給出優(yōu)化方案及分析結果 。 撰寫畢業(yè)論文 。 第 13 對所做工作進行總結、分析、做 備畢業(yè)答辯 。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 指導教師意見 ： 1、對“文獻綜述”的評語： 2、對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果 的預測： 指導老師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學號 指導教師 選題情況 課題名稱 力機 機身 結構有限元分析及改進設計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工 作 量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化 的要求 任務書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質量 優(yōu) 良 √ 中 差 學習態(tài)度 出勤情況 好 √ 一般 差 工作進度 快 按 計劃進行 √ 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人 年 月 日 I 中文摘要 近年來制造業(yè)成為國家大力支持和發(fā)展的行業(yè)，機床工業(yè)是制造業(yè)的基礎與關鍵。然而， 有限元分析技術的應用，對于縮短產品開發(fā)周期，提高產品質量，降低制造成本，增 強企業(yè)競爭力具有重要意義。本文以閉式壓力機機身為研究對象，利用有限元分析軟件 為分析工具，進行有限元靜態(tài)、模態(tài)分析，并根據分析結果進行機身結構改進設計研究。本文對閉式壓力機機身結構進行受力分析，采用均布載荷的方法對機身進行加載，將地腳螺栓加以全約束，然后進行計算處理，對機身的變形大小和應力分布進行分析，從而定量確定機身的薄弱環(huán)節(jié)，并用有限元方法計算了機身的角變形。 由于各項參數(shù)都有富余，所以根據分析結果， 提出三種改進方案以減少機身材料。 運用 行模態(tài)分析，分 析其固有頻率以及對應的振型。了解該壓力機的模態(tài)特征和動態(tài)特征，為結構的設計和改進提供了理論依據。最后對論文的研究內容進行了總結和展望。 關鍵詞 ： 閉式壓力機， 有限元 ，靜態(tài)分析 ， 改進設計，模態(tài)分析 n in of is in of of of of on of on of on of to OF of is by of is to is to It to of It a of s 錄 中文 摘要 ............................................................................................................... Ⅰ ................................................................................................................ Ⅱ 第一章 緒論 ......................................................................................................... 1 言 ................................................................................................................................................... 1 力機的國內外發(fā)展狀況 .......................................................................................................... 1 題 研究背景和 來源 ................................................................................................................... 2 題研究內容 ................................................................................................................................ 2 第二章 研究方法及研究工具介紹 ..................................................................... 4 限元法 ........................................................................................................................................ 4 限元研究方法 ............................................................................................................... 4 限元的基本思想 ........................................................................................................... 4 限元的優(yōu)點 ..................................................................................................................... 5 限元應用的種類 ........................................................................................................... 5 限元軟件的分析步驟 ................................................................................................... 6 維實體建模軟件 介 ...................................................................................... 6 態(tài)功能介紹 ................................................................................................................ 6 限元分析軟件 介 ......................................................................... 7 第三章 壓力機機身的靜態(tài)分析 ......................................................................... 8 身簡介 ........................................................................................................................................ 8 身有限元分析 ............................................................................................................................ 9 定方案 .............................................................................................................................. 9 限元模型的建立 ....................................................................................................................... 9 元類型的 選擇 .............................................................................................................. 10 元網格的劃分 .............................................................................................................. 10 界條件的施加 .............................................................................................................. 11 邊界約束條件 .................................................................................................................. 11 料特性的施加 .............................................................................................................. 12 算結果分析 ............................................................................................................................. 12 身的應力應變要求 ..................................................................................................... 12 力圖形顯示 .................................................................................................................. 13 體變形圖 ........................................................................................................................ 14 部變形圖 .....................................................................................................