收藏本站
《大连理工大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

DL-20MP数控车床有限元分析及优化设计

王贵飞  
【摘要】:数控机床作为现代制造业的主流加工设备,已成为国际制造业和国防工业竞争的焦点,是航空航天业和军工等工业发展的重要支撑之一,是降低产品制造成本、保证产品质量、提高产品生产率和市场竞争力的重要手段,其拥有量及其性能水平体现了一个国家的综合制造能力,是国家竞争力的重要标志之一。 随着数控机床向高精度和高可靠性的方向发展,对其工作性能的要求越来越高,数控机床不仅要具有良好的静态特性,还必须具有良好的动态特性。本文针对国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”项目—汽车发动机关键零部件高效高精加工柔性自动线技术创新平台所研发的DL-20MP活塞加工专用数控车床,结合工程理论和实际,采用有限元分析的方法对其进行了静动态特性分析,并完成了该车床关键部件的优化设计,具体研究内容如下: (1)在保证有限元分析精度和充分反映DL-20MP数控车床结构力学特性的前提下,对数控车床的三维模型进行了合理简化,大幅度节约了运算时间。针对DL-20MP数控车床的结构特点进行了网格划分,确定了载荷和约束的施加方式,真实模拟了DL-20MP数控车床的工况。 (2)确定了DL-20MP数控车床静态特性分析的思路,研究了切削载荷的传递路径,计算了最大的切削载荷。通过静态特性分析得到了整机和关键部件在静态载荷下的变形和应力分布云图。 (3)通过对DL-20MP数控车床整机和关键部件进行模态分析和谐响应分析研究其动态特性,其中模态分析得到了整机和关键部件的前4阶固有频率和振型,谐响应分析得到了整机和关键部件在简谐激振载荷作用下的频响曲线。 (4)根据静动态特性分析结果对DL-20MP数控车床的关键部件进行了优化设计。首先对滑体进行了基于密度法的拓扑优化设计,优化了筋板的布置方式;其次对床鞍进行了基于密度法的拓扑优化设计,减轻了床鞍的重量;最后对床身进行了基于灵敏度分析的多目标尺寸优化,减小了床身的变形。 通过对DL-20MP数控车床进行静动态特性有限元分析及优化设计,减轻了机床的重量,关键部件的变形和固有频率等指标也得到了不同程度的提高。本文的优化结果为改进DL-20MP数控车床的结构提供了理论依据,本文的分析思路和方法为同类机床的设计和生产提供了参考。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TG519.1

手机知网App
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张天明;韩先国;;基于有限元3-RPS并联机床轻量化优化设计[J];北京航空航天大学学报;2010年11期
2 张婧;石博强;谷捷;;基于不确定性的铰接式自卸车铰接体的多工况拓扑优化[J];北京科技大学学报;2011年03期
3 王欣;黄琳;高媛;高顺德;王益华;;起重机伸缩臂截面拓扑优化[J];大连理工大学学报;2009年03期
4 丛明;刘冬;崔冬梅;孟国兴;董欣胜;;基于灵敏度分析的大规格床身结构模糊优化设计方法[J];大连理工大学学报;2011年03期
5 唐冰松;韩晓林;;基于RFM分析模型的结构动态特性模糊优化算法研究及应用[J];工程数学学报;2011年02期
6 刘颖卓;张永存;刘书田;王向明;;考虑复合材料蒙皮稳定性的飞机翼面结构布局优化设计[J];航空学报;2010年10期
7 唐克岩;;我国数控机床产业发展现状与展望[J];机床与液压;2012年05期
8 王斌;阎军;程耿东;;特定方向“零膨胀”的最小柔顺性结构优化设计[J];计算力学学报;2010年04期
9 汤文成,易红;地脚螺钉对床身动态特性影响的研究[J];机械设计;1997年12期
10 左孔天,陈立平,钟毅芳,王书亭,张云清;基于人工材料密度的新型拓扑优化理论和算法研究[J];机械工程学报;2004年12期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 任莉;理想材料零件的结构优化设计[D];大连理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 韩滔;高速立式加工中心关键部件结构优化[D];大连理工大学;2010年
2 赵强;高速卧式加工中心整机及关键部件动、静态特性研究[D];大连理工大学;2010年
3 杨永亮;基于有限元的车床床身结构优化[D];大连理工大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 芮强;王红岩;王良曦;;多工况载荷下动力舱支架结构拓扑优化设计[J];兵工学报;2010年06期
2 杨家华,陈为福,黄旭东,管华;机床床身立柱结合面参数识别的研究[J];北京工业大学学报;1999年01期
3 刘文霞;高万良;;数字技术在现代制造业中的应用[J];包头职业技术学院学报;2011年04期
4 张玉莲;章海;;大型起吊船液压起吊扒杆的优化设计研究[J];船舶力学;2008年02期
5 卢文格;;基于模态分析的机床优化设计研究[J];财经界(学术版);2008年01期
6 王兴宇;苏建;刘玉梅;周殿买;;基于Cosmosworks的转向架刚度试验台优化设计分析[J];电力机车与城轨车辆;2009年03期
7 孙延超;李军;韩世东;李彦君;;火箭发射装置回转箱体拓扑优化设计方法研究[J];弹箭与制导学报;2012年01期
8 沙巍;陈长征;张星祥;许艳军;任建岳;;空间反射镜轻量化结构的拓扑优化设计[J];光电工程;2009年04期
9 谢勇君;严冬松;陈焕远;刘浩;李景明;;微电容加速度计结构的热固耦合拓扑优化[J];装备制造技术;2010年02期
10 卫巍;吕志军;黄东欣;;基于遗传算法的堆垛机结构多目标优化设计[J];东华大学学报(自然科学版);2012年05期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 洪业;;增强机械优化设计课程实用性的教学体会[A];第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1 教学论文)[C];1995年
2 牛东振;赵雅欣;晏明生;朱胜利;;飞机地板支持结构优化设计研究[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨陈;低噪声轻量化单缸柴油机的虚拟设计技术研究[D];浙江大学;2009年
2 沈春根;高速加工工具系统的动力学特性及应用基础研究[D];江苏大学;2011年
3 肖剑锐;膨胀式牙种植体在骨质疏松条件下优化设计及固位的实验研究[D];第四军医大学;2011年
4 杨泽青;基于复杂系统理论的高速数控加工装备动静态特性监控技术研究[D];河北工业大学;2010年
5 田红亮;机械结构固定结合部虚拟材料的动力学建模[D];华中科技大学;2011年
6 张德欣;工程设计中一些形状优化问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 田红亮;机械结构固定结合部动力学建模[D];华中科技大学;2011年
8 崔中;高速磨床结构设计中的优化技术及应用研究[D];湖南大学;2010年
9 吴杰;区间参数结构的动力优化[D];吉林大学;2004年
10 崔明涛;不确定性连续体结构拓扑优化和柔性机构设计研究[D];西安电子科技大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韩滔;高速立式加工中心关键部件结构优化[D];大连理工大学;2010年
2 赵强;高速卧式加工中心整机及关键部件动、静态特性研究[D];大连理工大学;2010年
3 周建超;越野轮胎起重机吊臂结构特性分析及优化[D];湘潭大学;2010年
4 袁海涛;机床铸铁床身内部型腔封砂结构的特性研究[D];昆明理工大学;2010年
5 宋森熠;机械结合面微观作用机理初探及应用[D];昆明理工大学;2009年
6 张明旭;精密数控车床理论建模与分析[D];昆明理工大学;2009年
7 耿世民;薄壳件高性能数控加工关键技术研究[D];沈阳建筑大学;2011年
8 张林林;充气展开天线形面优化分析[D];西安电子科技大学;2011年
9 孔德帅;大型立式玻璃磨边机机械结构的力学分析与运动控制[D];北方工业大学;2011年
10 付俊涛;数控立式车床关键零件轻量化设计研究[D];吉林大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 宋德文;如何提高机床结构的动刚度[J];安徽机电学院学报;2001年03期
2 胡如夫,孙庆鸿,陈南;高精度内圆磨床整机集成优化设计研究[J];兵工学报;2003年02期
3 张幸红,曲伟,张学忠,李亚辉,韩杰才;TiC-Ni梯度功能材料的优化设计[J];材料科学与工艺;2000年01期
4 陈方明,朱诚意;梯度功能材料的研究现状及发展[J];电镀与涂饰;2000年06期
5 隋允康,钟万勰,钱令希;杆-膜-梁组合结构优化的DDDU-2程序系统[J];大连工学院学报;1983年01期
6 程耿东;关于桁架结构拓扑优化中的奇异最优解[J];大连理工大学学报;2000年04期
7 张晓丽,杨建强,常春影,董威;多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用[J];大连理工大学学报;2005年03期
8 张秀娟,陈克彰,冯辛安;非均质材料零件的材料设计[J];大连铁道学院学报;2004年01期
9 冯健,张耀康;预应力斜拉网格结构的静力优化分析[J];东南大学学报(自然科学版);2003年05期
10 汤文成,易红,唐寅;机床大件结构的拓扑优化设计[J];东南大学学报;1996年05期
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 刘震宇;微型及小型柔性机械结构的拓扑优化设计方法[D];大连理工大学;2000年
2 杨睿;理想材料零件数字化设计制造的CAD模型及其数据后处理[D];大连理工大学;2003年
3 梅玉林;拓扑优化的水平集方法及其在刚性结构、柔性机构和材料设计中的应用[D];大连理工大学;2003年
4 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
5 贾海朋;结构与柔性机构拓扑优化[D];大连理工大学;2005年
6 徐道明;理想材料零件的模型构建及RP中的支撑生成与分层处理技术[D];大连理工大学;2005年
7 龚曙光;基于EFG法形状优化的数值方法研究与工程应用[D];湘潭大学;2005年
8 江连会;非均质材料零件沉积成形技术研究[D];大连理工大学;2006年
9 薛玉霞;数控机床可用性关键技术研究[D];吉林大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 缪圆冰;小波无单元方法及其应用[D];福州大学;2002年
2 胡春枝;陶瓷/金属梯度热障涂层的分析与设计系统的研究[D];武汉理工大学;2003年
3 陈刚;基于遗传算法的金属/陶瓷梯度涂层的优化设计[D];武汉理工大学;2003年
4 吴仕赋;基于有限元汽车支架拓扑优化设计[D];吉林大学;2005年
5 段磊;定型模内塑料异型材冷却过程数值模拟及优化设计研究[D];大连理工大学;2006年
6 李修平;基于ANSYS的高速加工中心有限元分析[D];华中科技大学;2005年
7 杨永亮;基于有限元的车床床身结构优化[D];大连理工大学;2006年
8 李恒熙;基于ANSYS的CK6136数控车床的有限元分析及优化设计[D];东南大学;2006年
9 胡浩;客车车身结构灵敏度分析与拓扑优化[D];华中科技大学;2006年
10 孙常峰;基于ANSYS Workbench的精冲模有限元分析与优化[D];华中科技大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 戴乃昌;改造的数控车床保护外罩优化设计[J];常州信息职业技术学院学报;2005年03期
2 魏领会;申桂香;薛玉霞;邵娜;樊少华;;基于故障分析的数控车床可靠性最优分配研究[J];机床与液压;2010年09期
3 陈翔,孔国利;数控车床应用程序的分析与优化设计[J];水利电力机械;2005年05期
4 朱润生,许德琪;TND360型数控车床使用实例──非圆曲线的加工[J];制造技术与机床;1988年08期
5 郑湘云;CWK6140T数控车床故障处理一例[J];设备管理与维修;1994年07期
6 吴亚兰;汽车减振器活塞专用数控车床的设计[J];机械开发;1999年02期
7 张杰;能加工特长齿条的数控车床[J];机电产品开发与创新;2004年06期
8 宗绪波;;数控车实训如何预防撞车事故的发生[J];网络科技时代;2008年14期
9 陈志;数控车床再次快速行程[J];机械工人.冷加工;1990年12期
10 辛立福;宋文斋;;数控车床拖板加工工艺的改进[J];现代制造工程;1991年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王力斌;戴德明;马治军;;CAK系列数控车床防护造型再设计的研究[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
2 孙敏;;数控车床和刀尖圆弧[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
3 赵韩;田杰;张栋;徐林森;;一种新型的多平面切削数控车床[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
4 沈兴全;;数控车床编程模拟加工系统开发与研制[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
5 沈兴全;宋文超;;数控车床编程模拟加工系统开发与研制[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
6 费金红;;西德数控车床的系统改造[A];设备维修与改造技术论文集[C];2000年
7 苏春堂;汪玉平;谭体强;;变频调速在数控车床主运动系统中的应用[A];科技、工程与经济社会协调发展——河南省第四届青年学术年会论文集(上册)[C];2004年
8 宋现春;王兆坦;刘现银;;三米数控车床实现螺补功能的原理及方法[A];机床与液压学术研讨会论文集[C];2004年
9 宋现春;王兆坦;刘现银;;三米数控车床实现螺补功能的原理及方法[A];第三届全国流体传动及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2004年
10 李倩;;数控车床精加工复杂表面编程的几何处理[A];中国当代教育理论文献——第四届中国教育家大会成果汇编(上)[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 贾婧;高精度数控机床:长了电子脑的“母机”[N];科技日报;2006年
2 本报记者 严曼青;大连因代克斯:依托德国技术专注数控车床[N];机电商报;2008年
3 王雯;四方E380变频器在数控车床上的应用[N];中国纺织报;2009年
4 王永林;数控样机售罄 鲁南机床EMO斩获颇丰[N];机电商报;2007年
5 本报记者 徐俊霞;齐重数控加快自主创新步伐[N];机电商报;2006年
6 徐大泽朱玉龙;太阳仪表阀门:“光芒”从哪里来?[N];鞍山日报 ;2008年
7 胡启林;搞“飞行检查” 广州机床坚守精品路线[N];中国工业报;2008年
8 记者 于童;齐重数控突破海外市场[N];齐齐哈尔日报;2006年
9 邵丽蓉;制造业用工缺口大 车床工首当其冲[N];人才市场报;2006年
10 王艳王永林;样机全部卖出 鲁南机床海外参展收效丰[N];中国工业报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 樊少华;基于模糊理论的数控车床可靠性分配[D];吉林大学;2011年
2 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
3 王新坤;微灌管网水力解析及优化设计研究[D];西北农林科技大学;2004年
4 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
5 郑银环;汽车钢板弹簧计算模型研究[D];武汉理工大学;2005年
6 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000年
7 徐志科;行波型超声波电机的模型仿真与试验研究[D];东南大学;2005年
8 黄茂杨;柴油机高压共轨燃油喷射系统[D];东南大学;2005年
9 焦安军;换热器入口物流分配特性研究与优化设计[D];西安交通大学;2002年
10 马继东;原条量材优化决策系统的研究[D];东北林业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王贵飞;DL-20MP数控车床有限元分析及优化设计[D];大连理工大学;2012年
2 徐洪福;考虑故障危害的国产数控车床可靠性综合评价[D];吉林大学;2011年
3 吴丽;基于模糊理论的数控车床可靠性研究[D];西安科技大学;2012年
4 王尧光;基于故障分析的数控车床可靠性增长管理[D];吉林大学;2011年
5 陈言;数控车床的可用性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
6 张建国;基于直线电机的非圆切削数控车床加工技术研究[D];河南科技大学;2012年
7 黄文丽;数控车床仿真培训环境技术研究[D];大连铁道学院;2002年
8 黄理辉;远程计算机辅助数控车床故障诊断的研究[D];河南理工大学;2009年
9 何宇;基于相关性的数控车床可靠性分配技术研究[D];吉林大学;2011年
10 王屹;HMC40加工中心与COBRA42数控车床的故障分析与系统维修[D];西南交通大学;2003年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026