基于有限元方法對(duì)c6140機(jī)床主軸的分析畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2024-08-14 13:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。 24 C6140 機(jī)床主軸簡(jiǎn)化受力模型 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 機(jī)床主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速和計(jì)算轉(zhuǎn)速下的受力參數(shù) 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 C6140 機(jī)床的計(jì)算轉(zhuǎn)速 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 計(jì)算轉(zhuǎn)速下的受力參數(shù)計(jì)算 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第四章 基于有限元軟件對(duì)主軸的分析 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 基本概念 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 有限元方法分析步驟 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 有限元模型 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 網(wǎng)格劃分 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 C6140 機(jī)床主軸 有限元分析的前置處理 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 約束和受力添加 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 機(jī)床主軸有限元分析后置處理 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 機(jī)床主軸的變形位移圖 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 機(jī)床主軸的應(yīng)力圖 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 ANSYS 中的模態(tài)分析 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 C6140 機(jī)床主軸的模態(tài)分析 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本科畢業(yè)論文 VIII 提高 C6140 機(jī)床主軸動(dòng)態(tài)特性的措施 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 總 結(jié) 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 目 錄 IX 前 言 1 前 言 目前工程中以廣泛使用計(jì)算機(jī)輔助工程軟件（ CAE），商業(yè)化的 CAE軟件技術(shù)種類有很多，其中包括有限元法 (FEM,即 Finite Element Method),邊界元法 (BEM,即 Boundary Element Method)，有限差法 (FDM,即 Finite Difference Element Method)等。每一種方法各有其應(yīng)用的領(lǐng)域，而其中有限元法應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣，現(xiàn)已應(yīng)用于結(jié)構(gòu)力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)、流體力學(xué)、電路學(xué)、 電磁學(xué)等。 ANSYS 有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場(chǎng)及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。 ANSYS 軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場(chǎng)分析、聲場(chǎng)分析、壓電分析以及 多物理場(chǎng)的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出。軟件提供了 100 種以上的單元類型，用來模擬工程中的各種結(jié)構(gòu)和材料。該軟件有多種不同版本，可以運(yùn)行在從個(gè)人機(jī)到大型機(jī)的多種計(jì)算機(jī)設(shè)備上，如 PC， SGI， HP， SUN， DEC， IBM， CRAY 等。 正因?yàn)樵撥浖奖愕牟僮餍院陀?jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，所以得到了很大的使用和推廣。 特別是在機(jī)床的設(shè)計(jì)中，各大公司普遍才用 ANSYS 軟件來對(duì)機(jī)床的靜態(tài)：如應(yīng)力、應(yīng)變等，動(dòng)態(tài)：如固有頻率、諧響應(yīng)等，以及熱量傳遞等做分析。 本科畢業(yè)論文 2 在本設(shè)計(jì)中我通過運(yùn)用 PRO/E 來建立 C6140 機(jī)床主軸的三維模型。再通過通用數(shù)據(jù)傳輸格式（ IGES）將此模型導(dǎo)入 ANSYS 軟件，合理設(shè)置各個(gè)分析參數(shù)來對(duì)其經(jīng)行整體受力分析。最終得到了各項(xiàng)數(shù)據(jù)。 第一章 分析方法和研究對(duì)象 3 第 一 章 分析方法和研究對(duì)象 ANSYS 簡(jiǎn)介 ANSYS 由世界上最大的有限元分析軟件公司之一的美國(guó) ANSYS 開發(fā)，它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－ DEAS, AutoCAD 等， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí) CAE工具之一 。 ANSYS 的主要應(yīng)用領(lǐng)域 ANSYS 有限元軟件包是一個(gè)多用途的有限元法計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)程序，可以用來求解結(jié)構(gòu)、流體、電力、電磁場(chǎng)及碰撞等問題。因此它可應(yīng)用于以下工業(yè)領(lǐng)域： 航空航天、汽車工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等。 ANSYS 操作界面 圖 11 ANSYS 操作界面 本科畢業(yè)論文 4 ANSYS 操作界面 如上圖 11 所示，目前還沒有漢化版本，主要使用的是 版本。該軟件的操作界面比較復(fù)雜，特別是建模部分較為繁瑣。因此一般都是用三維軟件建模，再將模型導(dǎo)入 ANSYS 經(jīng)行網(wǎng) 格劃分和分析計(jì)算。這樣能大大的提高工作效率。 圖 12 ANSYS 可視化 分析結(jié)果 ANSYS 的優(yōu)點(diǎn)就在于，可以對(duì)分析結(jié)果經(jīng)行可視化分析。如上圖 12。零件的應(yīng)力采用不同的顏色被表示出來，給設(shè)計(jì)人員更加直觀的影響。 ANSYS 主要分析步驟 靜力分析的定義 ： 靜力分析計(jì)算在固定不變的載荷作用下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，即由于穩(wěn)態(tài)外載引起的系統(tǒng)或部件的位移、應(yīng)力、應(yīng)變。同時(shí)，結(jié)構(gòu)靜力分析還可以計(jì)算那些固有不變的慣性載荷以及那些可以近似為靜力作用的隨時(shí)間變化的載荷對(duì)結(jié)構(gòu)的影響。 靜力分析中的載荷靜力分析用于計(jì)算 有那些不包括慣性和阻尼效應(yīng)的載荷作用于結(jié)構(gòu)或部件上引起的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和力。固定不變的載荷和響應(yīng)是一種假定：即假定載荷和結(jié)構(gòu)的響應(yīng)隨時(shí)間的變化非常緩慢。靜力分析所施加的載荷包括： (1)外部施加的作用力和壓力； (2)穩(wěn)態(tài)的慣性力； (3)位移載荷； (4)溫度載荷。 我們以靜力分析為例來介紹一下 ANSYS。主要分析步驟： 第一章 分析方法和研究對(duì)象 5 確定結(jié)構(gòu)的分析方案（線、面、體）：桁架、殼、實(shí)體等；注意線性單元和高次單元的使用；對(duì)稱性等簡(jiǎn)化方法的運(yùn)用； 根據(jù)分析的類型確定單元類型、實(shí)常量等，特別是單元類型的某些選項(xiàng)，對(duì)于某些分析十 分重要； 設(shè)定材料模型； 采用各種方法建立模型。在進(jìn)行布爾運(yùn)算時(shí)特別注意運(yùn)算對(duì)以后分析的影響，尤其是在某些情況下有些網(wǎng)格較難生成，因此對(duì)于布爾運(yùn)算要慎重考慮，為解決該問題應(yīng)盡量采用幾何體素直接建模； 將材料、實(shí)常量等參數(shù)賦給模型，在某些情況下可以同時(shí)指定方向點(diǎn)； 按情況劃分網(wǎng)格：自由網(wǎng)格或自由網(wǎng)格，設(shè)置合適的網(wǎng)格密度等，尤其
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