液体静压主轴热特性分析与试验研究

有效的热变形仿真分析是机床热平衡设计以及热误差补偿的基础。为了提高热变形仿真的精度,通过优化发热量等计算方法以及合理设计分析流程,基于ANSYS Workbench对超硬车数控车床液体静压主轴箱系统进行热特性仿真分析以及温升测试试验。热特性仿真与测试试验结果表明:温度场仿真与试验结果误差在5%以内,保证了热变形仿真的有效性。由变形仿真分析知:主轴3个方向上的热变形及主轴前端最大变形为5μm,为热误差补偿提供理论基础。由试验结果得到了同一转速下各热源处温升随时间的变化曲线,为合理预热、提高加工精度提供理论基础。     

外注式单体液压支柱优化设计

建立了外注式单体液压支柱的优化模型，以重量最轻为优化目标，采用复合形法进行优化，优化效果良好。     

基于模态试验的高精度磨床动态特性研究

高精度数控复合磨床是近年来国内逐渐推广的新型精密磨削加工设备。高精度指标对磨床动态特性提出了更高的要求。对高精度数控立式复合磨床MGK28120进行了试验模态分析,得到其前几阶模态的模态参数,通过对模态频率、模态振型的分析,找到了该高精度立式复合磨床结构的薄弱环节以及其第一阶模态频率较低的原因。针对薄弱环节提出了相应的修改建议,为该高精度磨床结构优化设计和整机动态特性的提高指明了方向,为其加工效率的提高做了必要的理论准备。     

高精度立式磨床热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析的基础上,建立了高精度立式磨床整机有限元模型,计算了磨床在加工过程中整机热特性分析的边界条件。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行热特性分析同时对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到整机的温度场及对加工精度有主要影响的主轴热变形。分析了影响整机温度分布与主轴热变形的因素,对整机与主轴结构提出了一些热误差补偿建议,分析结果为磨床整机及主轴系统的进一步热特性优化设计及热误差补偿提供了一定的依据。     

支持复杂工程产品开发的系统语境模型

从描述复杂产品开发的数据特点出发,提出基于"产品-环境"的系统模型,建立支持产品集成开发的数据基础结构。该模型由需求、功能、结构、语境数据信息组成。采用树形数据语境,实现数据的有效组织和管理结构;建立模型的控制语境,完成对任务执行逻辑关系及时序关系的定义。构建系统模型的数据追踪机制,实现对产品开发过程中用户需求、设计任务及目标的追踪。     

ZM2800振动磨机的可靠性研究——运动参数测定及动载荷分析

对振动磨机动态载荷的测定分析是对其进行可靠性分析的首要任务。用数据采集器对磨机的运动参数进行了在线测量,给出加速度曲线和加速度幅值谱图,据此计算出运转过程中的动态载荷均值和变异系数。分析认为,磨机振动箱体的质心不与转轴重合和参振体质量在轴向分布不均,分别为箱体两侧和沿轴向各位置在横向平面内加速度差异的原因。     

汽车鼓式制动器多目标优化设计

车辆在高速时的紧急制动对制动器提出了新的要求,摩擦副温升不能过高,以免发生热衰退现象,降低制动效能.另外,制动器有效尺寸的减小将给整车布局留下更广阔的空间.本文以摩擦副温升最低和制动器尺寸最小为目标,对鼓式制动器进行多目标优化设计,减小制动器尺寸并提高制动器工作的可靠性.优化搜索策略采用基于方向的遗传算法,能实现自适应变异,并能保证变异产生的后代直接落在给定的设计变量搜索区间内,算法稳定且收敛速度快.     

基于残余应力分析的加工中心定位精度保持性研究

基于残余应力分析对加工中心的定位精度保持性进行了研究,提出一种考虑残余应力影响的定位误差分析方法。首先分析了产生残余应力的主要制造工艺环节,采用有限元法对国内某机匣加工中心床身进行了残余应力分析,得出了该床身在铸造与机械加工环节后的残余应力大小及分布情况。在此基础上对残余应力释放后床身-导轨安装基面的变形进行了预测。通过与试验数据的对比,验证了有限元建模的可信性。最后对残余应力释放引起的导轨定位误差进行了计算。     

外圆磨削过程稳定性预测研究

磨削过程中容易出现颤振现象,对磨削质量造成严重的影响。以轴承内套的外圆磨削为研究对象,以控制外圆磨削过程中的颤振为研究目的。首先建立了该外圆磨削系统的动力学模型,并对极限磨削深度进行了求解。然后在模态测试的基础上得到了进行稳定性预测所需的参数,并在此基础上绘制了该磨削系统的稳定性极限图。通过磨削实验,证明实验数据与稳定性极限图的预测数据相符,说明该极限图能够为实际生产中磨削工艺参数的选取提供有效指导。     

高精度立式磨床关键结合面动态特性研究

机床的结合面是整机动态特性的薄弱环节。应用实验测试和计算机仿真,对机床结合面的动态特性进行研究,以提升整机的动态性能。针对磨床中螺栓连接的关键结合面,建立考虑法向和切向刚度的三维接触刚度模型。将实验测试结果与有限元分析相对比,验证所建结合面模型的正确性。应用该模型,采用增加螺栓个数及提高螺栓预紧力等方法,改进结合面设计,分析改进后的整机动态特性。该方法实现了机床整机结合部的非线性特性的合理处理,以支持机床设计中整机性能的预测。