立式加工中心床身静动态特性分析及优化

以DVG850立式加工中心床身为研究对象,采用SolidWorks软件对V字加强筋形式的床身进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入到ANSYS Workbench软件中。利用ANSYS Workbench有限元分析软件对该床身进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解其静、动态特性。然后应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对床身V字加强筋的床身结构进行优化和改进,经过分析可以得到优化后的床身静动态性能都有所提高,而且将原床身的质量减轻了19.1kg。另外,对改进的床身进行了谐响应分析,分析结果与模态分析一致。     

校车底盘车架结构静动态特性拓扑优化设计研究

针对一款城市专用校车底盘车架结构一阶固有频率偏低的问题,研究了其拓扑结构与静动态特性之间的关系,提出了基于静动态特性的校车底盘车架结构多目标拓扑优化设计方法,即以多工况下的底盘车架结构静态刚度和一阶固有频率最大为目标函数,以拓扑区域体积比为约束函数,建立其结构拓扑优化模型,利用Hyper Works的Optistruct软件对底盘车架结构进行多目标拓扑优化设计,结果表明,优化设计的底盘车架结构在静态刚度保持不变的前提下,其动态一阶固有频率提高了34.6%,较好地解决了校车底盘车架动态特性较差的问题。     

柔性化夹具静动态特性分析及拓扑优化

针对汽车发动机缸盖、变速箱阀体全自动化混合生产线,设计柔性化夹具来满足CNC高精密加工以及快速换产的要求。建立夹具系统三维模型,并利用ANSYS对夹具系统在不同加工工况载荷下进行静态性能分析;从分析结果判断出影响夹具性能的关键结构,并对其进行拓扑优化设计,实现夹具整体减重39.25 kg。然后对改进后夹具模型进行验证分析,发现最大变形量减少为0.004 5199 mm,满足设计指标0.005 mm;最后,对现有夹具系统进行模态实验和CAE模态分析,发现夹具系统在Z向受到低频激振力时,容易发生共振,该频段为70 Hz～110 Hz,在加工过程中需要控制刀具加工频率避免发生共振。     

DVG850工作台静、动态特性分析及结构改进

以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用ANSYS Workbench软件对工作台进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解了其静、动态特性.应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对工作台结构进行拓扑优化,根据优化结果对其进行结构改进,改进后的工作台保持了原结构的静态特性,动态特性有所提高,质量却比原结构减少23.2kg.     

车架总成柔性化铆接夹具设计及优化

车架总成铆接夹具是车架结构的重要组成部分,也是决定车架生产质量的重要工装,实现夹具的柔性化有重要意义。本文对夹具的作用及使用要求进行阐述,在此基础上结合具体案例,从夹具的结构组成出发,对柔性化夹具的优化设计要点进行深入分析,以期为相关工作人员提供工作指导,进一步提高夹具的通用性,从而更有效实现车架总成的快速生产。     

APS46-1排刀式数控车床静动态特性分析及拓扑结构优化

排刀式数控车床主要用于加工轴类小件,可实现一次装夹、全序加工,自动化程度与生产效率高。随着数控机床向高精、高速方向发展,对机床的加工精度、表面质量和生产效率提出了更高的要求。基于上述原因,采用有限元分析方法对现有产品APS46-1排刀式数控车床进行静/动态特性分析;对该机床的大件进行了拓扑结构优化;对比分析仿真优化前后的整机性能,优化后整机质量下降了7.1%,最大变形下降了49.1%,最大应力下降了78.2%,整机前6阶固有频率均有一定的提高。对比结果说明：通过机床大件的拓扑结构优化,对整机结构刚度提高的效果明显,可为APS46-1排刀式数控车床结构改进设计提供参考。     

分拣机L型摆臂的静动态特性分析及结构优化

为提高芯片分拣机的分拣精度,以L型摆臂为研究对象,使用ANSYS Workbench软件对其进行瞬态动力学分析及分选位置的静动态特性分析。根据静动态特性分析结果,以减轻摆臂质量并提高摆臂的静刚度为目标,对摆臂进行拓扑优化和尺寸优化,根据优化结果并结合实际工作情况对摆臂结构进行了改进。对比摆臂结构优化前后的分析结果可知：优化后的摆臂质量减少了26%,等效应力减少了39%,分选位置处的振动幅值降低了51%,静刚度得到了提高,达到了优化目的,为L型摆臂的结构改进提供了一种思路。     

电动轮自卸车车架静动态特性分析与优化研究

为分析某型电动轮自卸车车架静动态特性,首先建立该型电动轮自卸车的整车刚柔耦合多体动力学模型获得车架关键承载部位的载荷信息,同时构建含焊缝细节结构的车架进行有限元模型。再次,开展满载静止状态下车架静强度分析,利用道路应力试验验证该模型的正确性;继而开展满载水平弯曲工况、极限扭转工况和紧急制动工况下动强度分析、刚度分析及模态分析。结果表明,车架在扭转工况下的刚度具有一定的提升空间,存在车架失效风险。最后,利用拓扑优化技术对车架多工况下刚度进行多目标优化设计。结果表明:优化后的车架静动态性能满足整车使用要求,该方法为电动轮自卸车车架的静动态特性设计提供一定的借鉴经验。     

基于ANSYS的机床夹具的静动态特性分析

机床夹具对机械零件的加工精度与质量有着非常重要的影响,夹具静动态特性的好坏直接反应了所设计夹具的性能。为了确定机床夹具各部分设计的合理性,利用Pro/E软件建立其三维模型,导入有限元分析软件ANSYS中,对其进行静动态特性分析,找出设计的薄弱环节,提出相应改进意见,进而为夹具设计的后续优化奠定基础。     

紧凑型高速电主轴拉刀机构静动态特性分析与优化

介绍了紧凑型高速电主轴的结构设计,建立了主轴-拉刀机构双转子系统模型,研究了电主轴拉刀机构的静动态特性,得到了工作状态下电主轴的静态位移、振型、固有频率以及关键点的响应位移。对主轴-拉刀材料、轴承预紧力、轴承组跨距、主轴-拉刀接触刚度以及主轴-刀柄接触刚度等参数进行优化设计。结果表明优化后电主轴的静动刚度均满足要求、固有频率提高、电主轴安全工作频率区间增大。电主轴模态测试结果证明了以上结果的可靠性。该研究为紧凑型高速电主轴的设计提供了理论基础。     

应用于CMM的柔性定位夹具设计及应用

介绍了一种用于三坐标测量仪对球类工件进行定位的柔性夹具,既可独立使用,又可与现有三坐标组合式柔性夹具相互组合配套使用。在综合组合夹具优势的基础之上,设计了一种柔性定位夹具,可以实现球类零部件的有效支撑,同时可与组合夹具搭配,实现个多工位定位。该夹具结构简单,使用方便,具有广泛的使用范围。能有效保证定位可靠性,提高测量精度,提高仪器测量测量效率。     

以偏心轮为定位和夹紧元件的柔性夹具

设计了一种以偏心轮为定位和夹紧元件的柔性夹具.该夹具利用三个偏心轮作定位元件,一个偏心轮作夹紧元件.这种定位方式允许长方体形工件的尺寸在较大范围内发生变化,能较好的适应多品种、小批量生产方式对夹具的要求.     

A bulk-flow analysis of static and dynamic characteristics of floating ring seals

The bulk-flow model was used to calculate the static and the dynamic characteristics of floating ring seals because the solutions based on the numerical integration of the complete Navier–Stokes equations can be very time consuming. A steepest-descent method is used to find the seal's equilibrium position efficiently. The bulk-flow model is governed by three partial differential equations on eccentric working conditions. A finite-difference scheme has been used to solve the nonlinear governing equations. Compared to Nelson and Nguyen's fast fourier transform method, this scheme has better consistency. Perturbation analysis of the flow variables yields a set of zeroth and first-order equations. The SIMPLE algorithm is used to integrate the system of bulk-flow equations. Comparisons of the numerical predictions (lock-up eccentricity ratio, leakage flow rate and rotordynamic coefficients) with Ha's results, which were formulated using the Fourier series, and experimental data are presented subsequently.     

AVCP1200H横梁进给系统静动特性分析及结构优化

用有限元软件对AVCP1200H加工中心横梁进给系统进行了静动态特性分析,识别出了该系统的薄弱环节,为该加工中心结构优化设计提供了理论指导.改变横梁进给系统中导轨的跨距,对10种横梁进给系统进行了静动态特性分析,结果显示:在一定范围内,横梁进给系统的静刚度随着导轨跨距的减小而降低,抗倾覆力矩能力也随之降低.因此在设计横梁进给系统时,在满足其他条件的情况下,应尽量增大导轨跨距.     

基于有限元的三轴测试转台静动态特性研究

通过几组实验发现测转台轴系的回转精度在电机(包括其它附件等)和负载安装前后的值相差很大,由此认为框架的变形对测试转台的回转精度有着较大的影响.采用有限元分析方法,对三轴转台轴系的动静态特性进行了研究,建立了轴系的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS10.0对模型进行了分析,得出框架的静态变形、框架的各阶固有频率及其振型,并对结果进行了模态分析.     

Static and dynamic characteristics of externally pressurized circular step thrust bearings lubricated with couple stress fluids

The combined effects of couple stresses, fluid inertia and recess volume fluid compressibility on the steady-state performance and the dynamic stiffness and damping characteristics of hydrostatic circular step thrust bearings are presented theoretically. Based on the micro-continuum theory, the modified Reynolds equation and the recess flow continuity equation are derived by using the Stokes constitutive equations to account for the couple stress effect resulting from a lubricant blended with various additives. Using a perturbation technique, results in terms of steady-state load-carrying capacity, oil flow rate, stiffness and damping coefficients are presented. A design example is also illustrated for engineering and industrial applications.     

高速并联机械手的静动态特性预估与优化设计

借助ANSYS参数化设计语言（APDL），构造了一种2平动自由度的高速并联机械手的有限元模型，侧重研究了几种不同铰链的精确建模方法，以及机构处于不同位形时的有限元模型快速重构技术，分析了机械手的静、动态特性，在此基础上进行了结构优化设计，提高了机械手的静、动态特性，并成功应用于产品化样机。     

基于ANSYS圆体成形车刀静力及模态分析

基于有限元仿真平台,在不同载荷状况下,对所设计的圆体成形车刀分析其最大变形和最大应力的分布,进而判定刀具强度是否足够;在不同约束条件下,分析圆体刀固有频率和振型变化状况,为评价刀具动态特性提供理论依据。通过稳态结构分析可知,该圆体刀在最大载荷作用时变形量和应力分布都较小,满足强度要求;模态分析可知该刀具的固有频率很高,而外加冲击频率低于该固有频率,表明刀具刚性好,不易产生共振,该圆体成形车刀动态特性满足加工要求。     

拓扑优化方法在产品设计中的应用探索

许多工程活动中,都会遇到零件的形状和性能之间的关系.所要解决的基本问题比较典型:如果给定了零件的大致外形以及零件与周围环境的分界面,那么产品的最优形状是什么.这项任务就是拓扑优化.借助于ANSYS软件对载重汽车车架进行结构优化设计,这对拓扑优化设计理论在产品设计中的应用是一种尝试.     

注塑机械手机身振动特性分析与动力学分析

注塑机械手床身是机床的重要基础部件,它的动态特性和静态特性直接影响注塑机械手稳定性。以某注塑机械手为研究对象,采用Pro-E Wildfire 3.0建立机械手床身的三维实体模型,借助大型有限元软件ANSYS建立机械手的有限元模型,对其进行网格划分、边界条件加载和求解计算,在有限元的后处理中进行协响应分析与瞬态动力学分析。根据有限元分析结果,得到各阶响应的时间-位移曲线和振幅频率特性曲线,为改进注塑机械手机身受力状况和结构优化设计提供理论依据。