数控外圆磨床床身的有限元分析与优化

利用solidworks软件建立了数控外圆磨床床身的三维模型,并在simulation软件模块中对其进行了静力学和模态的有限元分析,根据分析结果对床身的壁厚、掏沙孔型等不合理结构进行修改。结果表明,磨床床身经有限元分析和优化后,床身的最大应力可以降低22．27％,床身的质量可以减少9．14％,solidworks分析软件为设计出性能优良、成本低廉的床身提供了理论支持。     

基于Pro/MECHANICA的制动钳大圆弧铣床床身结构优化设计

通过三维软件Pro/E建立床身的三维模型,采用Pro/MECHANICA软件建立有限元计算模型,对床身进行模态分析和优化设计,分析不同结构方案的固有频率,分析结果为床身的结构优选提供了依据.     

基于有限元法的管廊模具侧模焊接参数优化

为减少管廊模具的焊接残余应力,利用有限元分析软件ANSYS分析焊接参数对模具侧模焊接残余应力的影响,并使用正交试验、有限元仿真和回归分析相结合的方法对焊接参数进行优化。首先在ANSYS中建立模具侧模的简化模型;然后设计正交试验方案并进行仿真试验,得到各参数下的等效焊接残余应力,通过MATLAB软件以焊接残余应力为衡量指标建立其与各焊接参数的回归关系模型;最后利用该模型对焊接参数进行优化。结果表明,焊接速度为4 mm/s,焊接电流为240 A,焊缝数量为7时,模具的残余应力最小,为管廊模具的设计提供了理论依据。     

大型机床床身热变形及其结构优化

在采用Pro/Engineer软件建立大型床身三维几何模型的基础上,运用Pro/Mechanica模块对该模型进行了热变形有限元分析,获得了热平衡状态下的床身温度场分布情况以及床身沿Y、Z方向的热变形量。依据分析结果,对床身的内部结构进行优化并增添外部冷却装置,然后再次进行热变形有限元分析和效果验证。在以上研究的基础上,进行了床身温升与热变形实验。研究结果表明,有限元分析值与检测值一致性较佳,经过优化设计的床身热变形量明显减小,既有效提升了工作效率,又降低了生产成本,使机床精度进一步提升。     

汽车纵梁数控平板冲孔机焊接床身动力学分析

汽车纵梁数控平板冲孔机焊接床身作为汽车纵梁数控生产线的重要组成部分,振动破坏是焊接床身的主要失效形式之一。为了研究平板冲孔机焊接床身的动态特性,利用ANSYS软件对焊接床身有限元模型进行了模态分析,得出焊接床身固有频率和振型。根据模态分析结果,确定了谐响应频率分析范围,进而对焊接床身进行谐响应分析,得到了幅值-频率响应曲线,确定了对床身动态特性影响最大的固有频率,为床身的结构设计和优化提供一定的理论依据。     

基于有限元的高速数控车床床身结构分析与优化

床身是车床的重要基础件,它的静、动态特性直接影响车床的加工精度与作业稳定性。以ADI高速数控车床床身为研究对象,建立床身的三维实体模型与有限元模型,借助ANSYS有限元分析软件对其进行静力分析和模态分析。以降低数控车床床身变形量和提高低阶固有频率为目标,根据分析结果对车床床身原设计进行改进,通过有限元分析对比,提出在床身内部与上导轨区域增加筋板和床身底部薄弱部分填厚的结构优化方法。经仿真分析优化后的床身动、静刚度明显增强,低阶固有频率明显提高。     

基于MSC.Patran&Nastran的MKQ8312数控高速凸轮轴磨床床身的有限元分析及结构改进

以MKQ8312数控凸轮轴磨床床身为研究对象,介绍了此床身的三维CAD造型方法和有限元处理方法;用有限元分析软件MSC.Patran&Nastran对原床身进行了有限元动态分析,找出原床身设计中的缺陷,然后对各种改进后床身再进行有限元分析,通过多方案比较,确定了床身的最优设计方案,为进行产品结构设计提供理论依据.     

T2120深孔钻镗床床身的结构分析与优化设计

以T2120深孔钻镗床床身结构优化为例,利用ANSYS的APDL语言建立了T2120深孔钻镗床床身参数化的三维实体有限元模型;利用ANSYS中Block Lanczos方法对床身结构进行模态分析,得到了前5阶固有频率及前3阶低频振型;利用ANSYS中Design Opt模块,在基频约束情况下对床身结构的参数做了进一步的优化,获得了较为理想的机床床身结构尺寸。结果表明:在保证床身各种性能的前提下,床身优化后的质量比优化前减少了7.23%,同时表明APDL的使用,对加快分析进度、提高设计效率具有重要的指导意义。     

超重型数控轧辊磨床尾架-床身系统静力学分析

以超重型数控轧辊磨床尾架床身系统作为研究对象，利用Hypermesh建立各零部件的三维有限元模型，采用Abaqus作为求解器软件，进行静力学分析，得到了超重型数控轧辊磨床整机及关键零部件的变形和应力结果，识别了尾架-床身系统的薄弱环节，从而为尾架一床身系统机构的设计改进提供了依据。     

EH36钢薄板对接焊接变形数值模拟

基于通用有限元软件Abaqus,采用顺序耦合的热弹塑性有限元法研究了EH36钢薄板焊接变形问题。通过建立三维高阶单元有限元模型和采用混合热源,对EH36钢薄板对接焊过程进行数值模拟,并开展相关焊接试验,实测了薄板的焊接变形。结果表明:数值模拟得到的焊接变形与试验值基本吻合,证明了该数值计算方法的可靠性和高阶单元在热弹塑性有限元分析中的高效性;薄板焊接后发生显著的面外变形,应予以控制。     

基于ICM拓扑优化的加工中心床身轻量化设计

为实现高速卧式加工中心床身的轻量化设计,以床身的质量最小化为目标,提出了基于ICM方法的拓扑优化模型。分别对床身进行了二维、三维拓扑轻量化设计,并对设计结果进行了可制造化处理,给出了床身优化后的仿真模型。基于有限元理论对新床身进行静动态性能分析。结果表明,在新床身具有良好的静动态性能的前提下,新床身比原床身质量减少了13%,实现了加工中心床身的轻量化设计。     

数控铣床床身静动态特性分析与优化

针对某数控铣床床身的结构薄弱处,提出一种基于灵敏分析以及试验设计方法的床身优化设计方法。建立床身的有限元模型,在其工况下进行静力学和模态分析,在此基础上对其主要设计尺寸进行Box-Behnken试验设计,并进行灵敏度分析和建立响应面模型,采用多目标优化算法对其优化。优化结果表明:采用此方法优化后,床身的最大变形量减小了20.8%,前三阶加权固有频率提高了13.3%,质量减小了3.3%,为床身的优化设计提供了一种新思路。     

基于ABAQUS的高速立式加工中心床身的优化设计

利用有限元分析软件ABAQUS对BVG系列高速立式加工中心的床身进行模态和静力分析;根据仿真分析结果,针对床身设计中的薄弱环节进行改进,对改进后的床身进行模态和静力分析.结果表明,优化后床身的结构性能较原设计得到明显提高.     

基于MSC．Patran ＆ Nastran的MKQ8312数控高速凸轮轴磨床床身的有限元分析及结构改进

以MKQ8312数控凸轮轴磨床床身为研究对象，介绍了此床身的三维CAD造型方法和有限元处理方法；用有限元分析软件MSC．Patran ＆ Nastran对原床身进行了有限元动态分析，找出原床身设计中的缺陷，然后对各种改进后床身再进行有限元分析，通过多方案比较，确定了床身的最优设计方案，为进行产品结构设计提供理论依据。     

基于多目标驱动优化的平面磨床床身结构设计

基于多目标驱动优化理论,解决某型号数控磨床床身筋板厚度的最优取值问题。通过使用Pro/E三维软件建立该磨床床身三维模型,并结合ANSYS Workbench软件多目标驱动优化程序对筋板厚度进行自动优化设计。在设计中,综合考虑了床身的质量、等效应力以及一阶共振频率,将以上因素作为设计优化筋板厚度的重要参照。通过ANSYS Workbench软件自动优化,得到了满足设计要求下的最优筋板厚度。该方法提高了设计效率,降低了设计成本。     

锯片对磨机床床身动态分析与优化

针对锯片对磨机床床身结构特点,利用Pro/E三维软件建立其三维模型,并用ANSYS软件进行了静力和模态分析,得到了应力分布图、结构变形图以及前6阶固有频率和模态振型,分析结果表明:节点最大等效应力和节点最大位移均在规定范围之内,各项数据均符合要求,床身结构整体刚度较好,床身具有良好的静力特性和动态特性,能够满足设计要求.同时在此基础上对床身做了进一步优化,从而可以节约材料,降低成本.为锯片对磨机床的开发提供了理论依据.     

采用热弹塑性有限元方法预测低碳钢钢管焊接变形

用有限元分析软件ABAQUS Code开发了用于模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接变形的热弹塑性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型,预测了低碳钢钢管多层焊接时的温度场和焊接变形,并通过试验验证了所提出计算方法的精度和有效性.结果表明,在多层焊接条件下,采用有限元方法计算得到的焊接变形与试验结果十分吻合.     

焊接顺序对角接接头残余应力和变形的影响

基于热-弹塑性有限元理论,以ABAQUS软件为平台建立了焊接热固耦合有限元模型,利用Python语言编辑程序建立分析步,控制焊缝单元的按序填充,结合Fortran语言开发热源子程序,并对建模方法进行了有效性验证,结果表明:所建立的有限元模型能够准确地反映焊接残余应力与变形。基于所建立的有限元计算方法与板板角接接头有限元模型,分析了焊接方向对残余应力、变形的影响。结果表明:横向角变形是角接接头最主要的变形,其横向角变形在沿焊接方向逐渐变大并趋于稳定;兼顾残余应力及变形,确定方案c为最优焊接方案,即采取从两端向中间的焊接顺序可以有效降低角接接头横向变形及残余应力。     

利用SYSWeld进行薄壁圆筒纵缝焊接的模拟与分析

本文应用焊接专用有限元分析软件SYSWeld,建立了薄壁圆筒的有限元模型,采用双椭球热源模型模拟了其纵缝电弧焊接的过程,得到了焊接温度场、应力场及焊后变形分布的结果,并对其进行了定性分析。     

磨床床身支承方式的选择

在机床设计中为了选择合理的床身支承方式,本文基于三维CAD／CAE技术,用三维CAD软件Pro／Engineer建立了M7130／H型平面磨床床身的三维实体模型,并用三维CAE分析软件ANSYS对该床身的不同支承方式进行了分析比较,得出了用非对称五点支承方式为最佳支承方式的结论。