基于有限元法的剪板機(jī)機(jī)架優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、隨著有限元法的不斷發(fā)展和成熟，其能夠有效縮短研制周期，降低開發(fā)成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。因此有限元法已經(jīng)成為解決復(fù)雜工程分析計(jì)算問題的有效方法，是現(xiàn)代工程分析和設(shè)計(jì)流程的核心，得到了廣泛應(yīng)用。
　　 本文選用江蘇某鍛壓機(jī)床有限公司生產(chǎn)的QC12Y-40×2500液壓擺式剪板機(jī)為研究對象。首先按照一定的模型簡化原則，應(yīng)用Pro/E軟件建立了機(jī)架的三維實(shí)體模型。然后以有限元技術(shù)為基礎(chǔ)，利用ANSYS軟件建立剪板機(jī)機(jī)架有限元模型。

2、采用大型通用化有限元分析軟件ANSYS作為分析工具，對剪板機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，在獲得了機(jī)架應(yīng)力及變形的分布情況以及機(jī)架自由狀態(tài)下的固有頻率的同時(shí)，也對其振動特性進(jìn)行研究，并分析比較了各頻率對機(jī)架模態(tài)的影響。在滿足強(qiáng)度和剛度條件下，通過優(yōu)化機(jī)架幾何尺寸及其各部分板厚使其所用材料為最少。并根據(jù)靜力分析結(jié)果和機(jī)架整體結(jié)構(gòu)，建立機(jī)架部分結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型，選取機(jī)架部分幾何尺寸和各組成部分的板厚作為設(shè)計(jì)變量，在滿足強(qiáng)度和剛度條件下，以

3、機(jī)架的體積作為目標(biāo)函數(shù)，采用零階方法對機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，達(dá)到最大限度的重量減輕。最后對ANSYS軟件進(jìn)行二次開發(fā)，使用UIDL編輯界面程序、APDL語言執(zhí)行算法程序，并將二者有機(jī)結(jié)合起來，使軟件界面友好、操作方便、運(yùn)行可靠穩(wěn)定，為剪板機(jī)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)時(shí)進(jìn)行有限元分析提供了可操作的平臺。
　　 通過本文的研究，掌握了剪板機(jī)機(jī)架的靜動態(tài)特性參數(shù)，同時(shí)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)減輕了機(jī)身的重量，為QC12Y系列剪板機(jī)進(jìn)一步改進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了方法和