高速立式加工中心滑座的拓扑优化

使用Solid Works对滑座的四种方案进行了三维建模,采用ANSYS Workbench对各滑座模型进行了静刚度分析,确定出了较优的滑座模型,并运用ANSYS Design Xplorer对其进行了优化设计,保证了滑座的静刚度要求,使滑座的质量在原有的基础上降低10%。     

激光全息术在组合机床滑座体选型设计中的应用

目前国内动力滑台部件中的滑座体由于刚度较差很难满足组合机床高精度加工的需要。因此,有必要对滑座体进行多种结构方案的分析比较,以寻求高刚度滑座体的合理结构。文章着重介绍应用激光全息技术对组合机床HY32型滑座体进行结构分析和优化。首先用散斑照相术对滑座横截面有机玻璃片模型进行加载变形试验,分析滑座体横截面结构的薄弱环节及影响因素。在此基础上设计制做了一组滑座有机玻璃整体模型作为改进型。然后应用全息双曝光法拍摄不同工况下模型前表面位移场全息图,通过对该图的定量分析及与用时间平均法拍摄的全息振型的对比试验,可对不同模型静、动态参数进行定量比较,为新型滑座体的结构设计提供了试验依据。图13幅、表3个、参考文献3种。     

基于结构静动态设计方法的数控机床滑座结构改进

对单自由度系统，其静刚度与固有频率的平方有正比关系。复杂机械结构的静、动刚度与结构的布局有关，但对其某一低阶固有频率和该方向的静刚度，适用上述结论。故通过提高结构的固有频率，可同时改善结构静、动刚度。有限元分析（FEA）方法应用于结构的静、动态设计中，可大大提高结构设计效率。以一数控机床滑座结构为实例，基于结构静、动刚度的关系和FEA方法，对结构进行了改进，使滑座重量减少一半的同时，提高了其结构的静、动态特性。     

激光全息技术在组合机床滑座结构刚度研究中的应用

本文主要介绍应用激光全息照相术研究组合机床滑座模型结构静刚度,其中包括:运用相似理论进行静力模型设计;根据因次分析建立模型与原型的弯曲刚度、扭转刚度相似关系以及激光全息照相试验等方面的内容。图14幅。     

组合机床滑座体有限元静动态分析

文章采用SAP5结构分析程序,对HY32型滑座体进行了有限元静、动态分析,找出原结构设计刚度薄弱环节,提出了改进措施和方向,为寻求最佳的滑座体结构方案提供参考,文章的主要结论对专用滑台设计也有 一定指导意义,本文在力学模型的选择、载荷简化和边界约束条件的处理等问题也可供分析与计算人员参考。图12幅、参考文献4种。     

组合机床滑座体静刚度有限元分析计算

本文用有限单元法应力杂交元编制的通用程序,对大连组合机床研究所设计的组合机床机械式及液压式动力滑台滑座体进行了静刚度有限元分析计算,并做了滑座体有机玻璃模型试验。在结构对比计算的基础上提出了滑座体结构改进方案。图9幅,表1个,参考文献3则。     

L4-1200M3闭式四点多连杆压力机滑块的优化设计

L4-1200M3型12000kN闭式四点多连杆压力机的滑块为研究对象,使用UG进行三维建模,通过UG与ANSYS Workbench的嵌套,将三维模型导入有限元软件ANSYS Workbench,对滑块模型进行静刚度分析,并运用ANSYS DesignXplorer对其进行结构优化,根据优化结果对原方案进行修改,从而达到减轻自重的目的,为结构的合理设计与改进提供了可靠依据.     

基于ANSYS静刚度分析的XK640数控铣床关键零部件优化设计

基于ANSYS有限元分析软件,对XK640数控铣床关键零部件进行了静刚度分析,并采取相应措施进行优化设计,提高了零件的静刚度,保证了数控铣床的设计要求.把有限元分析软件应用于机床的设计中,对提高数控机床的设计质量具有重要意义.     

基于ANSYS Workbench的内螺纹磨削中心整机动态特性分析

以四轴三联动内螺纹磨削中心为研究对象,通过对CAD模型进行简化,运用ANSYS Workbench 对结合面的处理功能建立了整机有限元模型.在模拟机床工况的情况下,进行了整机的静、动态特性分析,得出了机床的动刚度比静刚度小很多.由模态分析知,机床固有频率有效的避开了自激振动频率,不会发生共振.通过谐响应分析,找出了机床在动态磨削力下的薄弱环节,并结合振型提出了提高整机动态特性的措施,为机床的开发设计和结构优化提供了理论参考依据.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮机床静动态特性仿真分析

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮专用机床为研究对象,建立了简化的有限元模型,在ANSYS Workbench中对专用机床进行静动态特性分析.通过对机床在仅受重力以及重力与铣削力共同作用两种条件下的整机静态特性进行分析,找出机床结构系统静刚度的薄弱环节,并提出改进方法;通过整机模态分析获得了前六阶固有频率及振型,同时基于模态分析...     

分拣机复合材料摆臂的静动态特性分析及结构优化

LED分拣机属于高速、高精、高可靠性设备,而摆臂是其核心部件,摆臂高速旋转的动态特性直接影响芯片的分拣。基于悬臂梁理论,分析摆臂的运动规律确认摆臂的静刚度及固有频率是影响其动态特性的关键。利用ANSYS软件,分别对不同铺层角度的摆臂进行静动态特性分析,确认最优铺层角度。为保证摆臂的静刚度和固有频率,对摆臂尺寸进行优化设计。结果表明,铺层角度对摆臂的静动态特性影响几乎没有,而优化设计后的摆臂质量增加6.8%,静刚度增加11.7%,二阶固有频率增加3%。     

基于正交试验的工业机器人机械臂的结构优化和轻量化

以ER20-C10六自由度工业机器人的大臂为研究对象,针对其质量轻、强度高、动态特性好的需求现状,在保证大臂现有功能的基础上,采用正交试验设计对大臂的最优结构进行研究,通过多次正交试验,将各个影响因素的取值范围不断缩小,最终确认最优的大臂结构。采用ANSA软件对优化后的大臂进行几何清理和网格划分;采用solidThinking Inspire软件对优化后的大臂进行静力学分析,采用ANSYS Workbench软件对优化后的大臂进行模态分析,最后将分析结果与原模型的分析结果进行对比,发现优化后的大臂在提高强度、刚度和最小安全系数的同时减轻了质量。对大臂进行轻量化研究,大幅度减轻大臂质量的同时,最大应力比结构优化后的大臂更小,为工业机器人机械结构研发提供了参考。     

大型液压装载机锻造摇臂的降重优化设计

基于ANSYS有限元软件建立了大型液压装载机锻造摇臂的有限元模型,并对其结构进行最大载荷工况下的静力分析,得到了摇臂结构的位移、应力的分布情况。在静力分析的基础上,在既不改变摇臂结构安装尺寸、并又满足摇臂刚度和强度的前提下,采用拉丁超立方实验设计方法与二阶多项式响应面模型,并运用遗传算法进行迭代求解,对锻造摇臂结构进行降重优化设计。根据优化后的结构参数建立摇臂三维几何模型并进行最大载荷工况下的静力分析;静力分析结果表明,优化后摇臂结构的刚度和强度满足工作要求,并且实现减重约59.98 kg,节约了材料,降低了生产成本。     

立式加工中心主轴箱静动态特性分析及拓扑优化

主轴箱是立式加工中心的重要部件，其静动态特性对加工中心的加工精度以及平稳性有重要影响。以某型号立式加工中心主轴箱为研究对象，应用SolidWorks建立主轴箱的三维模型，利用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静动态特性分析。根据主轴箱静动态特性分析结果可对主轴箱结构进行优化设计。利用ANSYS Workbench中拓扑优化模块对主轴箱结构进行拓扑优化，根据拓扑优化结果以及实际工作情况，对主轴箱结构进行合理的改进。对比改进前后的分析结果可知:改进后主轴箱质量减少2.3%、最大等效应力减小3.34%，静刚度得到提高,达到优化目的。该研究结果为其他类型机床主轴箱优化设计提供参考     

基于ANSYS和神经网络的液压挖掘机动臂轻量化设计方法研究

以挖掘机的动臂结构为研究对象,构建考虑静态强度、刚度、轻量化等性能的优化设计数学模型,以ANSYS软件为工具,对挖掘机动臂进行了轻量化设计计算,针对轻量化设计过程中设计变量非线性的特点,建立了人工神经网络的模型,对ANSYS软件优化设计的结果进行了验证,有效地降低了动臂的质量。结果表明,用两种方法结合起来进行轻量化设计的方法合理可行,对其他的机械进行轻量化设计具有一定的指导意义。     

动臂式塔机起重臂结构轻量化设计

针对动臂式塔机起重臂金属结构自重大、计算模型复杂等特点,借助APDL语言在ANSYS中建立起重臂结构的有限元优化分析模型,选择起重臂中应力相对集中的弦杆和连接杆作为优化对象,以起重臂重量最轻为优化目标,进行起重臂轻量化设计。优化后大部分杆件的截面尺寸较以前有所减小,起重臂质量减轻了15 699. 6 N,占原起重臂重量的15. 6%。优化后的起重臂最大应力由原来的206. 33 MPa降低到174. 63 MPa,垂向挠度由185. 14 mm降到127. 51 mm,结构应力分布比以前分布更加均匀,且在各种载荷工况下均满足强度、刚度约束条件,有效改进了起重臂设计,达到了轻量化的目标。     

基于ANSYS Workbench的压缩机拆解设备主轴有限元分析

针对大量废弃的家电产品压缩机,设计了一种压缩机智能拆解设备。基于ANSYS Workbench仿真软件对拆解设备的关键部件主轴进行了有限元分析,构建了主轴的三维模型;分析了主轴的静态性能,研究了主轴在工作过程的弯曲刚度和扭转刚度;在实际边界约束条件下对主轴进行了模态分析,得到了主轴的前六阶固有频率和振型,通过一阶临界转速判定了主轴是否存在共振的可能性;以主轴支撑跨距为变量、弯曲刚度为目标,对主轴支撑跨距进行了优化设计。试验结果表明:进行有限元分析和优化后的主轴在压缩机拆解过程中具有良好的精度和稳定性,拆解效果满足要求。     

基于ANSYS Workbench的主轴箱有限元分析及优化设计

以高速立式加工中心主轴箱为研究对象,针对其结构特点,利用ANSYS Workbench平台建立了有限元模型。分析主轴箱的实际工作情况,得到其刚度最差的工况位置,对此位置进行了铣削工况下的静力分析。对主轴箱进行模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静动态特性分析结果对主轴箱进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的主轴箱进行了静动态特性有限元分析,结果表明优化后的主轴箱静动态特性有显著提高。     

换辊小车横移车架结构的多目标优化设计

为了保证换辊小车横移车架刚度在符合要求的前提下达到轻量化的要求,提出了基于重量和刚度为目标函数的横移车架多目标优化设计方法。首先,对横移车架进行了静态特性分析,得到换辊时横移车架的应力分布和变形情况;然后,建立由设计变量所决定的车架重量和刚度的多目标优化数学模型,通过中心复合试验设计法选取合适的分析样本点,并在ANSYS Workbench软件中对样本点处的静态特性进行计算和分析;最后,为了降低多目标优化计算量,先通过Shifted Hamersley抽样技术产生一个次优的初始解集,再运用多目标遗传算法对横移车架的质量和最大变形进行多目标优化获得Pareto优化解集。结果表明,优化后横移车架最大变形量减少10%,重量减小3%,并且车架变形及应力分布更加合理。     

高刚性轻量化研球机床身结构优化设计

为提高研球机床身的静动刚度并减少床身质量,建立床身结构的有限元模型,通过有限元分析获得机床床身的静动态特性以及低阶固有频率。在此基础上利用尺寸优化和拓扑优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计,最终完成对床身的综合优化。将优化后的床身与原床身进行比较,结果显示:综合优化后的床身最大变形量减少了19.45%,最大应力减小了12.24%,床身的质量下降了3.52%,并且前5阶固有频率均有明显提高。通过综合优化,提高了床身的工作性能,减轻了床身质量,该研究结果对提升机床床身刚度提供参考。