有限元分析和结构优化等CAE技术的应用
发布者：
qdpwj01 发布时间：2011-05-22 16:14:45
关键词：数控转塔冲床、伺服机构、有限元分析、优化设计
有限元分析和结构优化等CAE技术的应用，对缩短产品开发周期、提高产晶质量和可靠性，降低制造成本，增强企业竞争力具有重要意义。本文以高速数控转塔冲床进给机构为研究对象，人型通用有限元分析软件ANSYS为分析工具，对进给系统中的关键部件进行有限元建模及静、动态特性分析，并根据分析结果对其中的横粱进行了结构优化设计。
论文在详细研究数控转塔冲床进给系统的发展现状以及存在问题的基础上，通过对数控转塔冲床进给系统中的横梁结构分析，明确了这类高速运动部件在受到运动加速载荷的工况下的结构位移。通过对冲切加工中极限误差的分析．为高速数控冲床的进给机构的设计提供了科学计算的依据，从而改变了这类精密加I装备依靠类比设计的传统方法。
在对横粱及其支撑部件的分析中，确定了以横粱动载荷为主要受力状态的分析条件，通过对分析对象的合理结构简化，制定了横粱在分析中的边界条件，并采用APDL语言将有限元模型参数化，为这类结构的分析和计算提供了重要的参考数据。
在对横粱结构分析的基础上，根据轻量化设计的思想，对横梁结构提出了优化方案。计算表明，在横粱扳厚减薄的情况下，这一关键部件同样可以满足机床的加下精度和运动要求。由此减轻了机床结构件的重量，降低了成本。
研究同时对横粱结构进行了动态分析，从计算的前6阶模态看，这类结构件由于其在X平和 Y方向上具有较宽的结构，故在前几阶振型上对数控转塔冲床的加工精度影响不大。动态分析的结果可以为结构的进一步改进提供重要的依据。
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