基于大型缸套數(shù)控立式車床關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)特性分析與優(yōu)化.pdf

1、缸套是船用柴油機承受摩擦負(fù)擔(dān)最繁重的部件之一，其加工質(zhì)量直接關(guān)系到柴油機的工作狀況和使用壽命。加工最大外徑達(dá)1200 mm、最大高度達(dá)2500 mm的大型缸套對機床結(jié)構(gòu)有著特殊的要求，需要在原有機床基礎(chǔ)上對關(guān)鍵零部件進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計。在缸套加工過程中，機床關(guān)鍵部件受到切削力等載荷的作用，其強度、剛度以及抗振性能等結(jié)構(gòu)特性都直接影響到缸套的加工質(zhì)量。
　　本文基于彈性力學(xué)和有限元基礎(chǔ)理論，以ABAQUS和HyperWorks兩種有

2、限元分析優(yōu)化類軟件為工具，對大型船用缸套加工所需機床關(guān)鍵部件的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析和優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下：
　?。?）分析大型船用缸套加工對機床結(jié)構(gòu)特性的需求，確定機床結(jié)構(gòu)并建立整機的三維模型。
　?。?）利用ABAQ US對處于不同懸伸量時的機床滑枕進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到其受載后的應(yīng)力、應(yīng)變云圖，并用Matlab擬合出靜剛度、最大應(yīng)力、應(yīng)變位移與懸伸量之間的關(guān)系曲線。得到滑枕的強度和剛度狀況，找出結(jié)構(gòu)中存在的問題，為機床的設(shè)計

3、以及部件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供參考依據(jù)。
　　（3）在ABAQ US中對動橫梁結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性進(jìn)行研究，主要是模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到其固有頻率、振型分布以及受激振力后的穩(wěn)態(tài)動態(tài)響應(yīng)。將得到的固有頻率與機床中動力裝置的振動頻率進(jìn)行比較，為動橫梁結(jié)構(gòu)預(yù)防共振的發(fā)生提供參考。根據(jù)諧響應(yīng)分析中得到的最大響應(yīng)位移，計算出其動剛度，同時找出機床在加工過程中需要規(guī)避的激振力頻段。
　?。?）使用HyperWorks結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊OptiStruc