VMC1000L立式加工中心立柱性能分析与结构优化

立柱是VMC1000L立式加工中心的关键零部件之一,本文采用ANSYS Workbench软件对其进行仿真分析,通过分析结果梳理出零件的薄弱位置,并结合该“C”型机的结构特点和企业生产的实际情况提出了立柱的两个结构优化方案。通过对该立柱的两个结构优化方案仿真分析结果对比,从而优选出相较原始立柱最大变形减小29.7%,且二阶、三阶、四阶模态的固有频率均有大幅度提升的最佳方案,实现了立柱的结构优化,并为类似零件的性能分析与结构优化提供了有效的方法和手段。     

VMC1000L立加关键零件加工工艺分析

该文按照VMC1000L立式加工中心设计和生产现状,结合企业生产能力及生产目标任务,从机床关键零件加工难点和质量要求出发,以零件加工工艺路线规划和专用加工设备配置、规范选用夹具及刀具、检具等为重点对零件加工工艺方案进行系统分析和综合优化,在完成生产任务的同时,也为其他量产机床的零件加工工艺方案编制提供参考。     

基于HyperMesh的立式加工中心结构拓扑优化

应用CAD/CAE系统建立XH786A立式加工中心的整机模型,并进行动态分析.找出机床薄弱环节,利用优化软件HyperMesh对薄弱环节进行优化设计,得到优化结果和优化前相比较,表明拓扑优化结果具有理论指导意义,为后续详细的设计提供理论依据.     

基于有限元方法的立式加工中心主轴箱结构分析与改进

本文以VMC1000L立式加工中心主轴箱为例,运用有限元方法和ANSYS软件,从机理研究入手对主轴箱进行仿真分析,通过分析结果找出零件的薄弱环节,并结合企业生产的实际需求对零件的薄弱位置进行设计改进,最终获得最大变形减小9.1%,且前四阶模态固有频率均有改善的设计改进方案,在实现零件的结构改进的同时,也为类似零件的设计改进提供了相应的理论依据和技术途径段。     

AP1000核电结构模块CA01立式拼装分析报告

对于依托化结构模块的拼装工作已经基本完成,并已经取得了一定拼装经验,在依托化的基础上,分析国产化特点并结合CA20在厂房内立式拼装的独特工艺的经验反馈。使国产化结构模块的拼装工作在保证质量的前提下更有效、安全地完成。     

Renishaw的机床检测工具为Haas立式加工中心优化精度

Haas自动化公司过去在其每一台VF点式加工中心上都进行机械式纵向负载测试，然后将测得结果输入CNC作为补偿值，以对每台机床的精度进行精调。然而，最近他们在此基础上又增加了一个检测项目，即使用Renishaw QC10球杆仪进行反向间隙补偿。     

基于改进有序聚类法的立式加工中心进给系统温测点优化

为解决立式加工中心热误差补偿关键技术中温测点难选取的问题,提出了一种基于改进有序聚类法的机床进给系统温测点优化方法。首先,结合试验数据计算反映温测点温度变量与热误差相关性的互信息值,初步筛选机床各部件的温测点,消除测点间的耦合性;然后,根据筛选出的温测点,通过建立类直径矩阵和计算各类的最小误差函数,获得温度变量分类;最后,基于多元线性回归建立包含多个不同温测点的热误差模型,并对模型进行统计学综合分析,确定了最佳聚类数和最佳温测点。结果表明：在不同加工条件下采用改进有序聚类法建立的热误差模型的均方根误差和平均残差分别降至1.05 μm和1 μm以下,相较于采用传统有序聚类法和灰色关联度模糊聚类法建立的热误差模型,它具有更高的热误差预测精度和更好的鲁棒性。所提方法在中小型加工中心进给系统的温测点研究中具有广阔的应用前景。     

AP1000结构模块涂层失效与防护分析

AP1000核电站结构模块采用了自打底高固态环氧漆进行防腐,该涂料属于室内装饰性涂料,耐候性较差。由于核电站建设周期较长,采用的"开顶法"施工对涂层造成了严重破坏。本文通过核电站现场建设过程中结构模块涂层破损和失效的危险源进行了分析,并给出了合理的涂层保护方案,为AP1000核电站结构模块成品涂层的防护提供了指导和实践应用。     

声学高温计拓扑结构优化研究

声学高温计存在探头温度耐受不够,测温稳定性较差,易受气流速度影响的问题。为了提高声学高温计的测温可靠性,本文提出在Virtual. Lab中建立相应的气流温度场和声传播模型,改变现有的一套声学高温计的声探头分布直径、朝向和倾斜角度等拓扑结构,分析并研究减小声压级衰减的最佳拓扑结构参数,并进行试验对比。最终发现在常温至900℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中,直径15 cm,声探头与水平面倾角为30°的拓扑结构综合声压级减小数值最小;直径20 cm,声探头与水平面倾角为15°的拓扑结构次之。二者均比现有的拓扑结构数据标准差减小17%以上,提高了声源信号接收的性能,进而提高声学高温计在常温至900℃、0～0.3 Ma的气流温度场环境中测温的可靠性。     

电暖器包装结构优化仿真分析及试验验证

目的 基于有限元软件对运输条件下的电暖器包装件进行踩踏损伤分析和包装结构优化,解决运输环境下的电暖器发生踩踏损伤的问题.方法 依据售后问题对电暖器包装件进行踩踏试验,并基于Creo对电暖器和缓冲包装进行建模,利用有限元软件对产品包装件进行仿真分析,依据仿真结果对电暖器缓冲包装结构进行优化设计,最后对比优化前后的踩踏结果,并进行相关包装运输的测试试验,确保新的包装件符合包装运输的标准要求.结果 包装件原有的缓冲包装结构并未对产品起到保护作用,外罩发生了较大面积的应力集中,最大应力为304.5 MPa.优化包装结构后,新的缓冲结构承受了绝大部分的力,很好地保护了电暖器,满足各项包装运输试验测试的要求.结论 通过利用有限元软件进行包装结构优化设计,有效地解决了电暖器踩踏问题,合理优化了电暖器的缓冲包装结构,节省了新包装结构的开发时间.     

激光精跟踪快速控制反射镜结构优化与分析

目的对快速控制反射镜进行结构优化与处理,获得满足设计要求的轻量化结构。方法选取合适的加工材料,建立以结构柔度最小为目标的优化数学模型进行拓扑优化,对优化后提取的结构模型进行处理和有限元仿真分析。结果通过优化与分析,确定了反射镜最终结构,模拟分析结果表明,镜面最大变形量为2.7 nm,基频为4130.3 Hz,均满足设计要求。优化前后相比,结构质量降低了57.8%。结论优化结果较好满足了设计要求,对于类似结构的设计具有一定的参考作用。     

基于复合优化方法立式数控加工中心的多目标优化设计

为实现加工中心动静态性能不低于优化前性能,达到整机重量最轻的要求,本文提出了一种复合优化方法来研究多变量、多约束和多目标的数控加工中心优化设计。采用有限元分析和实验模态测试方法分析各大件动态性能,并验证了有限元模型的精确性。然后以该有限元模型为基础进行静态分析,得出各大件的最大变形及应力等。以柔度为目标,采用变密度法拓扑优化设计立柱结构的外形框架;以固有频率为目标,基于元结构的可适应性动态优化方法设计加工中心的筋板结构;以固有频率和质量为目标,基于响应面法的尺寸优化确定各结构的最优尺寸。最后将优化后的各大件进行整机装配,分析校核整机动静态性能。分析结果表明,优化后的整机在保证加工中心动静态性能的条件下,整机质量从12749kg减少到12127kg,减重达到4.9%,达到了整机的优化设计要求,说明该方法具有较高的精度和较强的工程实用性。     

电暖器包装跌落及结构优化仿真分析

对电暖器包装件进行跌落试验及破损部位进行受力分析,旨在优化电暖器易损部位结构设计,解决电暖器跌落过程中的面板变形问题。首先对电暖器包装件进行跌落试验,并分析电暖器产生破损的原因,然后运用Creo软件进行三维建模,运用Workbench软件对易损零部件及其优化方案进行跌落仿真对比分析。经跌落试验后得出,产品破损部件为电暖器面板,对面板进行跌落受力分析发现,面板内部无结构支撑,跌落过程中因自重使面板产生不可逆变形,通过结构优化并进行单个零部件仿真,最大应力值减小了28.5%。仿真软件作为一个有效辅助工具,与产品跌落受力分析结合应用,能够针对性简化仿真模型,较大程度提高结构优化效率,减少结构改模次数,提高方案准确性。     

基于改进渐进结构优化方法的结构动力优化研究

在对渐进结构优化方法基本理论分析基础上,根据结构动力学的拓扑优化特点,结合尺寸优化理论,提出了一种新的删除准则。探索了一种改进型渐进结构优化方法,并叙述基本的优化步骤。最后,融入了质量、应力、位移以及频率等动力学约束条件参数,运用该方法进行谐激励力作用下的板结构动力响应拓扑优化。算例表明,改进渐进结构优化方法对结构动力学拓扑优化问题具有一定的适用性,拓展了基本渐进结构优化方法的应用范围。     

悬立式深海钴结壳采矿头的参数化设计与优化

传统的螺旋滚筒式钴结壳采矿头在实际开采过程中会使较多的废石混入。为了能在复杂多变的海底矿区实现对钴结壳的精确剥离以及提高开采率,有必要设计一种可高效开采的采矿头。首先,针对海底钴结壳分布的地貌特征,提出了采矿头设计的基本要求并设计了一种悬立式采矿头,同时建立了其参数化设计的数学模型。然后,基于所设计的悬立式采矿头,以降低钴结壳破碎过程中的比能耗为目标,以采矿头截齿不发生干涉、合理布置截距、钴结壳产能达标及最大功率限制等为约束条件,建立了悬立式采矿头结构参数和工作参数的优化模型,并采用遗传算法进行求解。最后,为了验证优化模型的合理性,利用ABAQUS软件模拟了悬立式采矿头破碎钴结壳的过程,得到了优化前后采矿头破碎钴结壳的比能耗,并基于载荷波动特性对采矿头的稳定性进行了对比评价。理论计算结果表明,优化后悬立式采矿头破碎钴结壳的比能耗较优化前约降低了44%。仿真模拟结果表明,优化后悬立式采矿头破碎钴结壳的比能耗和所受载荷的波动系数较优化前分别降低了18%和31.3%,验证了优化模型的有效性。所设计的悬立式采矿头不仅在能耗、载荷波动方面有显著的改善效果,且能更好地适应海底钴结壳的分布特征,这可为深海钴结壳商业化开采的实现提供重要依据。     

旋进旋涡流量计结构参数优化研究

借助计算流体力学(CFD)方法对旋进旋涡流量计进行了研究,获得了流量计内部流场信息,验证了在流量计工作范围内旋涡进动频率与流量之间良好的线性关系.重点对几种旋进旋涡流量计结构改进优化方案进行了仿真分析,这些结构优化方案包括在旋进旋涡流量计起旋器入口加装导流叶片、改变扩张段的扩张角和改变收缩比.结果发现,加装导流叶片可以显著减小流量计压力损失,并可增加涡核的旋转强度,使得检测信号的强度得到增强,从而扩展了测量下限;收缩比和扩张角过大和过小对于流量计性能都不利,存在一个最佳值.     

基于EDEM的木质纤维板铺装装置结构优化

高密度木质纤维板生产加工中,产品在铺装时会有凹凸不平、边缘塌陷、物料团聚等问题,因此造成后续压制成型的板材质量不达标,企业生产效率低下。为了改善企业加工板材铺装时颗粒的混合均匀程度,降低产品报废率,增强成板强度,提高生产效率和加工质量,采用离散元仿真方法,以铺装装置为载体,通过分别改变滚齿安装高度差、滚齿上梳齿密度和滚齿个数3个单一变量进行仿真,观察物料动态铺装效果,优化铺装装置结构参数。结果表明,当滚齿安装高度差为123 mm,梳齿齿数为25齿,滚齿个数为6个时,铺装效果最好。通过力学试验验证,仿真铺装效果好坏与板材的抗压强度相对应,铺装装置通过结构优化后生产的板材强度最高可达到21 MPa,弹性模量最高可到6 523.22 Pa。     

液晶电视包装件跌落仿真及结构优化

目的 在提升液晶电视包装泡沫抗冲击性能的基础上进行结构优化设计,以减少包装成本。方法 利用HyperMesh建立带有包装的液晶电视整机有限元模型,并验证模型的有效性。依据企业跌落标准,采用LS-DNYA开展液晶电视仿真跌落分析,基于仿真结果运用OptiStruct对包装结构进行拓扑优化,最后对比优化前后的结果。结果 仿真跌落分析中,前面和后面跌落工况下液晶电视的加速度峰值最大,分别为220.01g和183.40g。包装结构优化后加速度峰值均有所降低,其中后面跌落工况下降最大,为23.41%,同时优化后的结构相对原始结构质量降低6.73%。结论 经过结构优化后的包装泡沫,有效提升了液晶电视在跌落冲击中的安全性能,降低了生产成本。     

斗轮堆取料机前臂架结构优化与设计

斗轮堆取料机是一种应用于散料堆取中的大型成套设备,其活跃于港口码头、发电厂以及矿山等地,并发挥出了极为重要的作用。随着技术的进步以及经济的发展斗轮堆取料机的需求及应用范围也在不断地扩大,为满足这一需求及适应各种应用环境,斗轮堆取料机正在向着大型化、自动化以及系列化的方向发展。传统的斗轮堆取料机前臂架由于结构形式导致前臂架的变形和局部应力都较大,从而对斗轮堆取料机的正常使用造成了极大的安全隐患。本文在分析斗轮堆取料机前臂架结构受力分析的基础上提出了一种新的斗轮堆取料机前臂架结构形式,以满足越来越大型化的斗轮堆取料机的安全需求。     

汽车空调热力膨胀阀小型化感温元件中膜片结构优化

针对小型化感温元件中膜片行程不足的问题,采用有限元仿真软件Abaqus对不同结构模型开展计算,分析膜片行程及应力分布,研究结构变量对膜片行程的影响。结果表明:在膜片焊接位置均存在应力集中现象,相对于无波纹及三波纹膜片,单波纹和双波纹结构较为合理;膜片厚度、波纹半径及波纹突出距离是影响膜片行程的关键因素,波纹位置对膜片行程的影响较小;针对双波纹膜片,可采用增大外侧波纹半径的结构提升膜片行程。研究结果可为小型化感温元件中膜片的结构优化设计提供理论依据。