MC80型雙主機(jī)大梁沖機(jī)身結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

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本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 雙主機(jī)大梁沖機(jī)身結(jié)構(gòu) 有限元分析及優(yōu)化 設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 指 導(dǎo) 教 師 完 成 日 期 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）前期工作材料 學(xué) 生姓名： 學(xué)號(hào)： 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)（論文）題目： 雙主機(jī)大梁沖機(jī)身結(jié)構(gòu) 有限元分析 及優(yōu)化設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師： 材 料 目 錄 序號(hào) 名 稱(chēng) 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 1 3 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告 1 4 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告（含文獻(xiàn)綜述） 1 5 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 1 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）選題、審題表 學(xué) 院 選 題 教 師 姓名 專(zhuān) 業(yè) 專(zhuān)業(yè)技術(shù) 職務(wù) 申報(bào)課題名稱(chēng) 主機(jī)大梁沖機(jī)身 結(jié)構(gòu)有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 課題性質(zhì) 課題來(lái)源 A B C D 課題簡(jiǎn)介 本課題來(lái)源于江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司。 壓力機(jī)是該公司根據(jù)市場(chǎng)需求而開(kāi)發(fā)研制的產(chǎn)品。 要求我們運(yùn)用有限元分析技術(shù)對(duì) 壓力機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并給出優(yōu)化方案。通過(guò)本課題的研究 ,為提高壓力機(jī)產(chǎn)品的性能，質(zhì)量和壽命，降低產(chǎn)品成本提供科學(xué)計(jì)算分析的依據(jù)，增強(qiáng)其產(chǎn)品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 本課題的目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程中的實(shí)際問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)的能力；培養(yǎng)學(xué)生撰寫(xiě)論文的能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過(guò)本課題的研究，使學(xué)生能夠掌握有限元建模、邊界條件的確定、 載荷模擬及結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。 設(shè)計(jì)（論文） 要 求 （包括應(yīng)具備的條件） 技術(shù)要求： （ 1） 要求校核 主機(jī)大梁沖機(jī)身在承載條件下的剛度和強(qiáng)度； （ 2） 要求在保證壓力機(jī)強(qiáng)度和剛度的條件下對(duì)壓力機(jī)主要部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)； （ 3） 分析壓力機(jī)的模態(tài)，并對(duì)壓力機(jī)的工作狀況進(jìn)行評(píng)估。 具備條件 ： (1) 機(jī)房提供學(xué)生完成課題所需計(jì)算機(jī)和有限元分析軟件 (2) 揚(yáng)州大學(xué)圖書(shū)館提供學(xué)生所需資料。 課題預(yù)計(jì) 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計(jì) 難易程度 難 一般 易 所在專(zhuān)業(yè)審定 意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 院主管領(lǐng)導(dǎo)意見(jiàn)： 簽名： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 畢業(yè)（論文）題目： 雙主機(jī)大梁沖機(jī)身 結(jié)構(gòu) 有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 起 迄 日 期： 設(shè)計(jì)（論文）地點(diǎn)： 指 導(dǎo) 老 師： 專(zhuān) 業(yè) 負(fù) 責(zé) 人： 發(fā)任務(wù)書(shū)日期： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 1、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 本課題來(lái)源于江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司。 壓力機(jī)是該公司根 據(jù)市場(chǎng)需求而開(kāi)發(fā)研制的產(chǎn)品。要求我們運(yùn)用有限元分析技術(shù)對(duì) 壓力機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并給出優(yōu)化方案。通過(guò)本課題的研究 ,為提高壓力機(jī)產(chǎn)品的性能，質(zhì)量和壽命，降低產(chǎn)品成本提供科學(xué)計(jì)算分析的依據(jù)，增強(qiáng)其產(chǎn)品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 本課題的目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程中的實(shí)際問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)的能力；培養(yǎng)學(xué)生撰寫(xiě)論文的能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過(guò)本課題的研究，使學(xué)生能夠掌握 有限元建模、邊界條件的確定、載荷模擬及結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。 2、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 務(wù)內(nèi)容 要求運(yùn)用有限元分析軟件 壓力機(jī) 進(jìn)行有結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用靜態(tài)有限元分析，校核液壓機(jī)機(jī)身部件的強(qiáng)度和剛度，并且根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。模態(tài)分析可以求出機(jī)身振動(dòng)的固有頻率以及相應(yīng)的振型，分析各種振型對(duì)液壓機(jī)工作狀態(tài)的影響。這對(duì)于了解液壓機(jī)現(xiàn)有 結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性以及進(jìn)而改善其結(jié)構(gòu)有重要的意義，為液壓機(jī)的設(shè)計(jì)提供了理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。主要任務(wù)內(nèi)容有： （ 1） 對(duì) 壓力機(jī)機(jī)身 進(jìn)行三維實(shí)體建模 ； （ 2） 了解 壓力機(jī) 工作性質(zhì)和工作狀態(tài) ；對(duì)其進(jìn)行工作載荷分析，確定邊界條件及加載方案； （ 3） 劃分網(wǎng)格，進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析，求出機(jī)身的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律， 評(píng)價(jià)載荷對(duì)壓力機(jī)工作性能的影響； （ 4） 對(duì) 機(jī)身 模型進(jìn)行 自由 模態(tài)分析，求解 機(jī)身 固有頻率以及相應(yīng)的振型等動(dòng)態(tài)參數(shù)，分析其對(duì)工作狀況的影響。 （這項(xiàng)選做 ） ； （ 5） 根據(jù)分析結(jié)果，在應(yīng)力集中危險(xiǎn)區(qū)域采取措施改善應(yīng)力狀況；在低應(yīng)力區(qū)域，改變 相關(guān)尺寸變量，以達(dá)到減輕部件總體質(zhì)量的目的。重新進(jìn)行有限元分析，檢驗(yàn)改變尺寸后的剛度和強(qiáng)度。重復(fù)進(jìn)行以上步驟，直到獲取最佳方案。 始條件及數(shù)據(jù) 該設(shè)備的主要參數(shù)如下 : 型 號(hào) : 公 稱(chēng) 壓 力 : 800 標(biāo)準(zhǔn)行程次數(shù) : 225程 100次 /分； 機(jī)身材料是 度 37800 ； 許用角變形 980 微??； 其他數(shù)據(jù)（材料等）見(jiàn)圖紙。 術(shù)要求 （ 4） 要求校核 壓力 機(jī)在承載條件下的剛度和強(qiáng)度。 （ 5） 要求在保證壓力機(jī)強(qiáng)度和剛度的條件下對(duì)壓力機(jī)主要部件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 （ 3） 分析壓力機(jī)的模態(tài)，并對(duì)壓力機(jī)的工作狀況進(jìn)行評(píng)估。 作要求 （ 1） 在深刻領(lǐng)會(huì)任務(wù)內(nèi)容及要求的基礎(chǔ)上，查找相關(guān)的文獻(xiàn)資料。（ 20 篇以上，除了教師已列出的文獻(xiàn)），通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料認(rèn)真研究原始材料，寫(xiě)出開(kāi)題報(bào)告； （ 2） 進(jìn)行理論學(xué)習(xí)、上機(jī)操作、數(shù)據(jù)處理、分析總結(jié)、整理資料，完成與任務(wù)書(shū)要求相應(yīng)的工作，并撰寫(xiě)成畢業(yè)論文，獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)工作； （ 3） 畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)需符合規(guī)范化要求，即：由中外文題名、目錄、中外文 摘要、引言（前言）、正文、結(jié)論、謝辭、參考文獻(xiàn)和附錄組成，中文摘要在 400漢字左右，外文摘要在 250 個(gè)實(shí)詞左右，中文題名字?jǐn)?shù)一般不超過(guò) 20個(gè)，設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、論文或軟件說(shuō)明書(shū)的總字?jǐn)?shù)在 2萬(wàn)漢字； （ 4） 完成英譯中資料一份； （ 5） 畢業(yè)設(shè)計(jì)必須按時(shí)按量在規(guī)定的地點(diǎn)認(rèn)真完成。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 3、對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、 圖表、實(shí)物樣品等）： （ 1） 完成實(shí)習(xí)調(diào)研報(bào)告一份； （ 2） 完成開(kāi)題報(bào)告一份； （ 3） 完成按本任務(wù)書(shū)第二項(xiàng)內(nèi)容所述要求撰寫(xiě)研究論文 一篇 ，篇幅不少于 2萬(wàn)字；。 （ 4） 完成英譯中資料一份， 不少于 5000字符 。 4、主要參考文獻(xiàn)： 1 梁森 D:碩士學(xué)位論文 . 山東：山 東工業(yè)大學(xué)機(jī)械系， 2001. 2 雷小寶 D： 碩士學(xué)位論文 肥工業(yè)大學(xué)， 2007. 3 張祖芳 D:碩士學(xué)位論文 南大學(xué)， 2004. 4 周平 D:碩士學(xué)位論文 京理工大學(xué)， 2007. 5 江克斌 , 屠義強(qiáng) , 邵飛 分析有限元原理及 現(xiàn) . 北京 : 國(guó)防工業(yè)出社 . 6 高耀東 , 郭嘉平 械工程應(yīng)用 25 例 . 7 劉茜，董正身，基于 C 型液壓機(jī)機(jī)身有限元分析，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2006， 10018 劉強(qiáng)，付文智，李明哲 塑性工程學(xué)報(bào) 0(5) 9 傅志方，華宏星 上海 :上海交通大學(xué)出版社 ,2000 10 張洪武有限元分析與 術(shù)基礎(chǔ) M北京：清華大學(xué)出版社， 2004 11 傅永華有限元分析基礎(chǔ) M武漢：武漢 大學(xué)出版社 ,2003 8 12 侯曉望 , 童水光 . 基于有限元分析的液壓機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化 J. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào) , 2005, 4: 4613 尚曉江 , 邱峰 構(gòu)有限元高級(jí)分析方法與范例應(yīng)用，北京 :中國(guó)水利水電出版社 ,2008 14 王文玷，田保杰 科技論文寫(xiě)作與發(fā)表 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 . 15 尚曉江等 . 構(gòu)有限元高級(jí)分析方法與范例應(yīng)用 16 章?tīng)?zhēng)榮，孫友松等，開(kāi)式數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)及其對(duì)剛度的影響，鍛壓機(jī)械， 2001， 3 17 鐘志華，周彥偉 . 現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法 工大學(xué)出版社 . 18 雷小燕 中國(guó)鐵道出版社 0 19 龔曙光 礎(chǔ)應(yīng)用及范例解析 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū) 5、本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃 起止日期 工 作 內(nèi) 容 第 1： 第 3： 第 5： 第 8： 第 12 13 周： 第 14： 收集閱讀與課題有關(guān)的中英文資料 15篇； 翻譯英文資料 ； 畢業(yè)實(shí)習(xí)，并完成實(shí)習(xí)報(bào)告； 調(diào)查研究、分析課題，提交開(kāi)題報(bào)告； 有限元軟件（ 作練習(xí)； 對(duì)壓力機(jī)機(jī)身進(jìn)行有限元建模研究； 結(jié)構(gòu)分析，有限元計(jì)算，數(shù)據(jù)處理； 給出優(yōu)化方案及分析結(jié)果 。 撰寫(xiě)畢業(yè)論文 。 對(duì)所做工作進(jìn)行總結(jié)、分析、做 備畢業(yè)答辯 。 所在專(zhuān)業(yè)審核意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院意見(jiàn)： 院長(zhǎng)： 年 月 日 實(shí)習(xí)調(diào)查報(bào)告 參觀揚(yáng)力集團(tuán)壓力機(jī) 今天下午我們來(lái)到揚(yáng)州揚(yáng)力集團(tuán)參觀實(shí)習(xí)，主要是通過(guò)參觀聽(tīng)講解來(lái)了解壓力機(jī)的基本原理構(gòu)造。 江蘇揚(yáng)力集團(tuán)位于江蘇省揚(yáng)州市邗江區(qū)霍橋鎮(zhèn) ，創(chuàng)建于 1954年，是一家長(zhǎng)期致力于鍛壓機(jī)械與數(shù)控機(jī)床的研制、生產(chǎn)與銷(xiāo)售的企業(yè)集團(tuán)，集團(tuán)是以江蘇揚(yáng)力鍛壓機(jī)床有限公司為母公司成立的，其控股子公司為：江蘇富力數(shù)控機(jī)床有限公司、江蘇國(guó)力鍛壓機(jī)床有限公司、江蘇揚(yáng)力鑄鍛有限公司、江蘇揚(yáng)力堅(jiān)城鍛壓機(jī)床有限公司、江蘇揚(yáng)力模具有限公司等 5 家中外合資、股份公司、全資公司。目前揚(yáng)力集團(tuán)已成為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)壓力機(jī)數(shù)量最大、品種最多、規(guī)格最全的企業(yè)，中國(guó)鍛壓機(jī)床行業(yè)的龍頭企業(yè)，現(xiàn)價(jià)工業(yè)總產(chǎn)值和銷(xiāo)售量在全國(guó)鍛壓行業(yè)排名第一， 2008年實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值 元。 機(jī)械壓力機(jī)是用曲柄連桿或肘桿機(jī) 構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械，用于對(duì)材料進(jìn)行壓力加工的機(jī)床，通過(guò)對(duì)坯件施加強(qiáng)大的壓力使其發(fā)生變形和斷裂來(lái)加工成零件。工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，適于在自動(dòng)線上工作，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、船舶等工業(yè)機(jī)械壓力機(jī)。中國(guó)國(guó)產(chǎn)的第 1臺(tái)機(jī)械壓力機(jī)于 1955年 12月在濟(jì)南第二機(jī)床廠制造成功 。壓力機(jī)的工作原理： 機(jī)械壓力機(jī)工作時(shí) (圖 2), 由電動(dòng)機(jī)通過(guò)三角皮帶驅(qū)動(dòng)大皮帶輪（通常兼作 飛輪 ） ,經(jīng)過(guò)齒輪副和 離合器 帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ,使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后滑塊回程上行 ,離合器自動(dòng) 脫開(kāi)，同時(shí)曲柄軸上的制動(dòng)器接通，使滑塊停止在上止點(diǎn)附近 。 機(jī)械壓力機(jī) 每個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)稱(chēng)為一個(gè) “ 點(diǎn) ” 。最簡(jiǎn)單的機(jī)械壓力機(jī)采用單點(diǎn)式，即只有一個(gè)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。有的大工作面機(jī)械壓力機(jī)，為使滑塊底面受力均勻和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)而采用雙點(diǎn)或四點(diǎn)的。 機(jī)械壓力機(jī)的 載荷 是沖擊性的，即在一個(gè)工作周期內(nèi)鍛壓工作的時(shí)間很短。短時(shí)的最大功率比平均功率大十幾倍以上，因此在傳動(dòng)系統(tǒng)中都設(shè)置有飛輪。按平均功率選用的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)至額定轉(zhuǎn)速，積蓄動(dòng)能。凸模接觸坯料開(kāi)始鍛壓工作后，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率小于載荷，轉(zhuǎn)速降低，飛輪釋放出積蓄的動(dòng)能進(jìn)行補(bǔ)償。鍛壓工作完成后，飛輪再次加速積蓄動(dòng)能，以備下次使用。 機(jī)械壓力機(jī)上的 離合器 與 制動(dòng)器 之間設(shè)有機(jī)械或電氣連鎖 ,以保證離合器接合前制動(dòng)器一定松開(kāi) ,制動(dòng)器制動(dòng)前離合器一定脫開(kāi)。機(jī)械壓力機(jī)的操作分為連續(xù)、單次行程和寸動(dòng)（微動(dòng)），大多數(shù)是通過(guò)控制離合器和制動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。滑塊的行程長(zhǎng)度不變，但其底面與工作臺(tái)面之間的距離（稱(chēng)為封密高度），可以通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)。 生產(chǎn)中，有可能發(fā)生超過(guò)壓力機(jī)公稱(chēng)工作力的現(xiàn)象。為保證設(shè)備安全，常在壓力機(jī)上裝設(shè)過(guò)載保護(hù)裝置。為了保證操作 者人身安全，壓力機(jī)上面裝有光電式或雙手操作式人身保護(hù)裝置。 對(duì)于即將走向社會(huì)的畢業(yè)生，我越來(lái)越覺(jué)得自己身上的擔(dān)子在加重，是時(shí)候該去發(fā)揮一下自己的能量了，眾所周知， 在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天 ,機(jī)械制造自動(dòng)化在我國(guó)的生產(chǎn)行業(yè)中占有著重要的地位。機(jī)械自動(dòng)化主要是指在進(jìn)行生產(chǎn)加工中所用到的機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)工作 ,從而實(shí)現(xiàn)脫離操作工人進(jìn)行加速生產(chǎn)資料的投入、加工速度提高的連續(xù)高強(qiáng)度的工作。在工業(yè)中說(shuō)到機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展就是說(shuō)對(duì)整體的機(jī)械技術(shù)的改造、更新、升級(jí)所進(jìn)行的主要手段?？茖W(xué)技術(shù)的發(fā)明是由于在實(shí)際的生產(chǎn)活動(dòng)不斷的運(yùn)用、創(chuàng)新、實(shí) 踐所得來(lái)的。所以我們應(yīng)該對(duì)于科學(xué)技術(shù)的研究進(jìn)行大力度的投入 ,使得機(jī)械自動(dòng)化在將來(lái)能夠發(fā)展的更加完善。從而是我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)得到長(zhǎng)足的發(fā)展進(jìn)步。 對(duì)于我自己來(lái)說(shuō)，在大學(xué)里學(xué)到的偏理論較多，不太注重實(shí)踐，因此，去了工廠后還需要堅(jiān)持不懈的學(xué)習(xí)，只有自己掌握到了精髓，才能為自己，為企業(yè)，大到為國(guó)家做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)！ 廣陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 學(xué)號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 設(shè)計(jì)（論文）題目： 雙主機(jī)大梁沖機(jī)身結(jié)構(gòu) 有 限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 老 師： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 1、結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě) 2000 字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 裝備制造業(yè)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)提供生產(chǎn)技術(shù)裝備的制造業(yè) ,是制造業(yè)的核心組成部分 ,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展特別是工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。在裝備制造業(yè)中 ,鍛壓制造是目前全世界應(yīng)用最為廣泛的制造方法之一。而在鍛壓機(jī)械中 ,機(jī)械壓力機(jī)又占有很大的比重。眾所周知 ,由于采用現(xiàn)代化的鍛壓工藝生產(chǎn)工件具有生產(chǎn)效率高 ,材料利用率高和改善了制件的內(nèi)部組織及力學(xué)性能 ,質(zhì)量 好 ,能量省和成本低的優(yōu)點(diǎn)。所以 ,工業(yè)先進(jìn)的國(guó)家越來(lái)越多地采用鍛壓工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削工藝和其他工藝。幾十年來(lái) ,機(jī)械壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于沖裁 ,落料 ,彎曲 ,折邊 ,拉伸及其他冷沖壓工序 ,是汽車(chē) ,摩托車(chē) ,家用電器 ,儀器儀表 ,輕工 ,國(guó)防工業(yè) ,化工容器 ,電子等行業(yè)必備的關(guān)鍵設(shè)備。伴隨著工業(yè)的發(fā)展 ,壓力機(jī)的種類(lèi)和數(shù)量越來(lái)越多 ,質(zhì)量要求越來(lái)越大 ,能力越來(lái)越大 ,它在制造業(yè)和其它相關(guān)行業(yè)中的作用日趨顯著 1。 機(jī)械壓力機(jī) 2是用曲柄連桿或肘桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺桿機(jī)構(gòu)傳動(dòng)的鍛壓機(jī)械 ,用于對(duì)材料進(jìn)行壓力加工的機(jī)床 ,通過(guò)對(duì)坯件施加強(qiáng)大 的壓力使其發(fā)生變形和斷裂來(lái)加工成零件。工作平穩(wěn)、工作精度高、操作條件好、生產(chǎn)率高 ,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化 ,適于在自動(dòng)線上工作 ,廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、船舶等工業(yè)機(jī)械壓力機(jī)。 最初的機(jī)械壓力機(jī)的鍛壓操作是通過(guò)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 3來(lái)實(shí)現(xiàn)的 ,即將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為滑塊的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng) ,從而對(duì)零件進(jìn)行加工 , 機(jī)械壓力機(jī)在一個(gè)工作周期內(nèi)鍛壓操作集中于很短的時(shí)間內(nèi) ,即所說(shuō)的具有沖擊性的載荷 ,這也是工件塑形變形的高峰負(fù)荷區(qū)域。在這段很短的時(shí)間內(nèi) ,最大功率要比平均功率大十幾倍以上。為了實(shí)現(xiàn)這種效果 ,必須在傳動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置飛輪來(lái)為實(shí)現(xiàn)這 巨大的瞬時(shí)功率提供動(dòng)能。曲柄滑塊機(jī)構(gòu)型的機(jī)械壓力機(jī)隨著經(jīng)濟(jì)和工業(yè)的發(fā)展 ,呈現(xiàn)出很大局限性，這樣多連桿驅(qū)動(dòng)這一概念 就應(yīng)運(yùn)而生了。早在上世紀(jì) 20 年代 ,它就第一次在文獻(xiàn)中出現(xiàn)的該技術(shù)被為 “ 專(zhuān)利快返 壓機(jī)驅(qū)動(dòng) ” 技術(shù)。 1950 年德 國(guó) 司制造的稱(chēng)為 “ 均勻行程 ” 的壓機(jī)被介紹為 “ 可以提供比較慢的拉深速度、較快的上行程 ,從而提高生產(chǎn)率的壓力機(jī) ” 。傳統(tǒng)曲柄滑塊機(jī)械壓力機(jī)具有在上下模時(shí)沖擊速度過(guò)高、滑塊速度遞減過(guò)快、公稱(chēng)壓力不能及時(shí)完全達(dá)到導(dǎo)致無(wú)法拉深較深的零件等缺陷 ,而多連桿壓力機(jī)克服了這些缺陷使 其具有理想的運(yùn)動(dòng)曲線 ,更加適合于沖壓生產(chǎn)。機(jī)械多連桿壓力機(jī)的具有以下優(yōu)點(diǎn) 4為 :若機(jī)構(gòu)只設(shè)計(jì)很小的偏心距 ,也能夠達(dá)到相對(duì)比較大的沖壓滑塊的行程 ,更好地滿足沖壓工藝和機(jī)器自動(dòng)上料下料的需要 ; 可以實(shí)現(xiàn)較大的拉深深度。在允許的條件下 ,機(jī)械多連桿壓力機(jī)拉深深度可達(dá) 320一般曲柄壓力機(jī)只有 70右 ; 成形過(guò)程速度低且均勻 ,而空程運(yùn)行時(shí)速度快 ,因此生產(chǎn)率高 ; 可以有效地減小工作過(guò)程中沖壓滑塊中對(duì)沖壓模具的沖擊 ,以提高模具的使用壽命 ,也就提高了成形零件的質(zhì)量 29。 多連桿機(jī)械壓力機(jī)理論上可以通過(guò) 設(shè)計(jì)和改造傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)絕大多數(shù)的沖壓工藝曲線 ,因此對(duì)多連桿壓力機(jī)而言 ,滿足用戶工藝曲線要求的多連桿桿系設(shè)計(jì)和性能優(yōu)化是技術(shù)核心 ,也是難點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)機(jī)械多連桿壓力機(jī)進(jìn)行大量的研究。 多連桿壓力機(jī)尤其是大型重載多連桿壓力機(jī)是機(jī)械壓力機(jī)技術(shù)發(fā)達(dá)程度的最新體現(xiàn)。國(guó)外許多著名的壓力機(jī)生產(chǎn)商 ,如日本的小松制作所 (會(huì)田 (德國(guó)米勒萬(wàn)家頓 (均研制開(kāi)發(fā)了多種型號(hào)的機(jī)械多連桿壓力機(jī) ,其產(chǎn)品代表當(dāng)今機(jī)械多連桿壓力機(jī)的最先進(jìn)水平。自上世紀(jì)八十年代 以來(lái) ,我國(guó)的一些企業(yè)先后引進(jìn)了日本小松制作所的機(jī)械壓力機(jī)、德國(guó)埃爾富特公司的機(jī)械多連桿壓力機(jī)、德國(guó)舒勒公司的高速精密壓力機(jī)等多種壓力機(jī)產(chǎn)品技術(shù) ,使我國(guó)沖壓裝備在結(jié)構(gòu)、精度、技術(shù)性能方面有很大提高。但是 ,國(guó)內(nèi)多連桿壓力機(jī)主要依靠進(jìn)口技術(shù) ,缺乏自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力 ,這致使中國(guó)在這一領(lǐng)域始終處于落后的地位。目前 ,國(guó)內(nèi)主要有中國(guó)第一重型機(jī)械廠、濟(jì)南二機(jī)床、齊二機(jī)床公司、上海鍛壓機(jī)床廠等廠家研發(fā)生產(chǎn)大型機(jī)械壓力機(jī) ,這也代表了中國(guó)大型機(jī)械壓力機(jī)生產(chǎn)制造的最高水平。但由于設(shè)計(jì)制造水平、工藝水平及加工機(jī)床能力和精度的限制 ,與國(guó) 際先進(jìn)水平相比仍存在差距。同時(shí)受?chē)?guó)外廠商技術(shù)保護(hù)的影響 ,中國(guó)引進(jìn)的技術(shù)只是在國(guó)際上已較為落后的機(jī)型及圖紙、規(guī)格等 ,而且要價(jià)高昂 ,外方還不提供設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)手段。 5利用增廣拉格朗日法對(duì)瓦特鏈六連桿機(jī)構(gòu)的機(jī)械壓力機(jī)進(jìn)行尺度優(yōu)化設(shè)計(jì) ,使其沖壓滑塊具有均勻的速度、穩(wěn)定的機(jī)械增益比、快速回程特性和較小的滑軌側(cè)向力 ,更適合用于板料拉延工藝。 6提出由齒輪五連桿機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊四桿機(jī)構(gòu)組成的九連桿機(jī)構(gòu) ,為得到較好的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 ,運(yùn)用試錯(cuò)法進(jìn)行連桿機(jī)構(gòu)的尺度綜合研究 ,但九桿連桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 變量較多 ,結(jié)構(gòu)復(fù)雜 ,給優(yōu)化帶來(lái)一定難度。趙升噸等 7分析通用機(jī)械壓力機(jī)曲柄連桿滑塊工作機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性存在不足的基礎(chǔ)上 ,提出研制一種具有低速鍛沖急回特性的新機(jī)構(gòu)。分析目前常見(jiàn)的低速鍛沖急回機(jī)構(gòu) 負(fù)偏置機(jī)構(gòu)、連桿曲線型六桿機(jī)構(gòu)、齒輪連桿組合機(jī)構(gòu)、橢圓齒輪機(jī)構(gòu)和雙曲柄串連構(gòu)等的運(yùn)動(dòng)特性、優(yōu)缺點(diǎn)及其適用場(chǎng)合。通過(guò)對(duì)斯蒂芬森六連桿機(jī)構(gòu)滑塊產(chǎn)生低速運(yùn)動(dòng)機(jī)理的分析 ,指出機(jī)械壓力機(jī)滑塊能否產(chǎn)生低速運(yùn)動(dòng)主要是由連桿曲線是否具有低速運(yùn)動(dòng)段所決定的。并采用遺傳優(yōu)化算法對(duì)雙曲柄串聯(lián)機(jī)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。何予鵬等 9設(shè)計(jì)一種 雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械壓力機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng) 星輪系和 2 個(gè)普通電機(jī)組成 ,通過(guò)控制 2 個(gè)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和停止 ,使得機(jī)械壓力機(jī)滑塊得到 2 種不同的工作速度 ,從而既保證滑塊的工作效率 ,又大大降低滑塊鍛沖時(shí)的工作速度。 10提出將十字滑塊聯(lián)軸器應(yīng)用在瓦特型多連桿壓機(jī)中 ,通過(guò)運(yùn)動(dòng)學(xué)建模和計(jì)算仿真 ,認(rèn)為該設(shè)計(jì)具有很好的輸出運(yùn)動(dòng)特性。 11則設(shè)計(jì)一種曲柄弧線導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的多連桿壓力機(jī) ,并將該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與其他壓力機(jī)多連桿機(jī)構(gòu) (曲柄連桿和直線導(dǎo)桿機(jī)構(gòu) )的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能和負(fù)荷能力進(jìn)行分析和 對(duì)比。 12以提高機(jī)械壓力機(jī)運(yùn)動(dòng)學(xué)性能為目的將凸輪引進(jìn)連桿機(jī)構(gòu)并進(jìn)行平面凸輪連桿機(jī)構(gòu)的型綜合研究 ,經(jīng)過(guò)兩步型綜合優(yōu)化法 ,得到適用于深拉伸和精壓的連桿構(gòu)型。 13用非圓齒輪的運(yùn)動(dòng)特性以獲得不同的沖壓滑塊運(yùn)動(dòng)特性 ,滿足不同的沖壓工藝需要。 13是以減小壓力機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)力和擺動(dòng)力矩為目標(biāo) ,通過(guò)盤(pán)式配重法進(jìn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力平衡綜合 ,多目標(biāo)優(yōu)化平衡。 15使用三個(gè)不同復(fù)雜程度的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)仿真對(duì)單點(diǎn)驅(qū)動(dòng)偏心式機(jī)械壓力機(jī)的動(dòng)態(tài)性能如 :工作精度 、沖壓滑塊的傾斜度、機(jī)座的彈性變形、不同軸承間隙配合對(duì)摩擦損耗的影響等進(jìn)行研究 ,并得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證 28。 有限元法 (是計(jì)算力學(xué)中的一種重要的方法 ,它是 20世紀(jì) 50 年代末 60 年代初興起的應(yīng)用數(shù)學(xué)、現(xiàn)代力學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)相互滲透、綜合利用的邊緣科學(xué)。有限元法最初應(yīng)用在工程科學(xué)技術(shù)中 ,用于模擬并且解決工程力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等物理問(wèn)題。對(duì)于過(guò)去用解析方法無(wú)法求解的問(wèn)題和邊界條件及結(jié)構(gòu)形狀都不規(guī)則的復(fù)雜問(wèn)題 ,有限元法則是一種有效的分析方法。 有限元法的基本思想是先將研究對(duì) 象的連續(xù)求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行組合 ,且單元本身又可以有不同形狀 ,因此可以模擬成不同幾何形狀的求解小區(qū)域 ;然后對(duì)單元 (小區(qū)域 )進(jìn)行力學(xué)分析 ,最后再整體分析 30。這種化整為零 ,集零為整的方法就是有限元的基本思路 16。有限元法是 1943 年首先提出的 17。自從提出有限元概念以來(lái) ,有限元理論及其應(yīng)用得到了迅速發(fā)展。過(guò)去不能解決或能解決但求解精度不高的問(wèn)題 ,都得到了新的解決方案。傳統(tǒng)的 設(shè) :分析域是無(wú)限的 ;材料是同質(zhì)的 ,甚至在大部分的分析中認(rèn)為材料是各向同性的 ;對(duì)邊界條件簡(jiǎn)化處理。但實(shí)際問(wèn)題往往是分析域有限、材料各向異性或邊界條件難以確定等 18。為解決這類(lèi)問(wèn)題 ,美國(guó)學(xué)者提出用 決分析域內(nèi)含有大量孔洞特征的問(wèn)題 19;比利時(shí)學(xué)者提出用 決實(shí)際開(kāi)裂問(wèn)題 20。在 解精 度不斷提高的同時(shí) ,21。印度 士用 結(jié)果不但降低了約 40%的前橋自重 ,還避免了在制造過(guò)程中的大量焊接工藝 ,降低了生產(chǎn)成本。 國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也十分廣泛。自從我國(guó)成功開(kāi)發(fā)了國(guó)內(nèi)第一個(gè)通用有限元程序系統(tǒng) 有限元法滲透到工程分析的各個(gè)領(lǐng)域中 ,從大型的三峽工程到微米級(jí)器件都采用 行分析 22在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中擁有廣闊的發(fā)展前景。目前在進(jìn)行大型復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)中的物理場(chǎng)分析時(shí) ,為了估計(jì)并控制誤差 ,常用基于后 驗(yàn)誤差估計(jì)的自適應(yīng)有限元法?；诤筇幚矸ㄓ?jì)算誤差 ,與傳統(tǒng)算法不同 ,將網(wǎng)格自適應(yīng)過(guò)程分成均勻化和變密度化 2 個(gè)迭代過(guò)程。在均勻化迭代過(guò)程中 ,采用均勻網(wǎng)格尺寸對(duì)整體區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分 ,以便得到一個(gè)合適的起始均勻網(wǎng)格 ;在變密度化迭代過(guò)程中只進(jìn)行網(wǎng)格的細(xì)化操作 ,并充分利用上一次迭代的結(jié)果 ,在單元所在的曲邊三角形區(qū)域內(nèi)部進(jìn)行局部網(wǎng)格細(xì)化 ,保證了全局網(wǎng)格尺寸分布的合理性 ,使得不同尺寸的網(wǎng)格能光滑銜接 ,從而提高網(wǎng)格質(zhì)量。整個(gè)方案簡(jiǎn)單易行 ,穩(wěn)定可靠 ,數(shù)次迭代即可快速收斂 ,生成的網(wǎng)格布局合理 ,質(zhì)量高 24。 一款以有限元分析為基礎(chǔ)的大型通用 件，是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí) 具之一 25。 的 塊提供了完整的結(jié)構(gòu)分析功能，包括幾何非線性 材料非線性 各種動(dòng)力學(xué)分析等計(jì)算能力，此程序包在結(jié)構(gòu)分析方面具有強(qiáng) 大的功能 !在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，常常會(huì)遇到各種各樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)分析問(wèn)題：如機(jī)械結(jié)構(gòu)受力，變形及內(nèi)部應(yīng)力情況等等，利用 件對(duì)機(jī)械模型進(jìn)行仿真模擬計(jì)算，通過(guò)應(yīng)力 應(yīng)變?cè)茍D直觀展示構(gòu)件的性能特點(diǎn)，從而為解決機(jī)械結(jié)構(gòu)中常見(jiàn)的問(wèn)題提供理論依據(jù)。 真分析的結(jié)果可以幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)實(shí)際生產(chǎn)方案作出準(zhǔn)確的判斷，節(jié)省物力財(cái)力，為提高生產(chǎn)效率及縮短設(shè)計(jì)研發(fā)周期的產(chǎn)生有很大的作用 31。 件計(jì)算分析的原理是將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散成有限多個(gè)單元，并在每一個(gè)單元中設(shè)定有限數(shù)量的節(jié)點(diǎn)，將連續(xù)體看作是只在節(jié)點(diǎn)處相連續(xù)的一組單元的集合體，時(shí)選定場(chǎng)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)值作為基本未知量，并在第一單元中假設(shè)一個(gè)插值函數(shù)來(lái)表示單元中場(chǎng)函數(shù)的分布規(guī)律，進(jìn)而利用彈性力學(xué) 固體力學(xué) 結(jié)構(gòu)力學(xué)等力學(xué)中的變分原理去建立用以求解節(jié)點(diǎn)未知量的有限元方程，從而將一個(gè)連續(xù)域中的無(wú)限自由度問(wèn)題轉(zhuǎn)化為離 散域中的有限自由度問(wèn)題 26求解后就可以利用解得的節(jié)點(diǎn)值和設(shè)定的插值函數(shù)確定單元上以至整個(gè)集合上的場(chǎng)函數(shù)。 目前， 件已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造 石油化工 輕工 造船 航空航天 汽車(chē)交通 電子 土木工程 水利 鐵道 日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究 27，其技術(shù)涵蓋多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域 !隨著發(fā)展， 供的機(jī)械工程仿真技術(shù)將越來(lái)越成熟，設(shè)計(jì)人員以真正耦合的方式使用 術(shù)，可獲得符合現(xiàn)實(shí)條件的解決方案，而綜合多物理場(chǎng)產(chǎn)品組合能使用戶利用集成環(huán)境中的多個(gè)耦合物理場(chǎng)進(jìn)行仿真與分析 件可讓用戶 更深入地鉆研，從而解決更多種類(lèi)的問(wèn)題，處理更為復(fù)雜的情況。因此， 品以其靈活的仿真性能將會(huì)被越來(lái)越廣泛地關(guān)注和應(yīng)用。 參考文獻(xiàn)： 1 林靜，機(jī)械壓力機(jī)故障診斷系統(tǒng)的研制，廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2 1. . of . J 2000; 106: 236 242 3 何德譽(yù) . 曲柄壓力機(jī) M. 北京 :機(jī) 械工業(yè)出版社 . 1981:14 白勇軍 . 大型重載伺服機(jī)械壓力機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究 C. 上海 :上海交通大學(xué) ,2012 5 A of J. 1995, 35 (10), 1425 1433. 6 A J. 2002, 42 (1): 139 145. 7 趙升噸 ,何予鵬 ,王軍 . 機(jī)械壓力機(jī)低速鍛沖急回機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特性的研究 J. 鍛壓裝備與制造技術(shù) 38(3): 24 8 何予鵬 , 趙升噸 , 王軍 , 袁建華 . 具有低速鍛沖特性的機(jī)械壓力機(jī) 工作機(jī)理的研究 J. 機(jī)械工程學(xué)報(bào) . 2006,42(2):1459 何予鵬 ,陳合順 ,婁偉 ,趙升噸 . 機(jī)械壓力機(jī)雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)研究 J,河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) . 2007,41(5): 58810 On a J2011, 46: 239 252. 11 on J2009, 23(2): 512524. 12 D., G. of by of J. of 2006, 30 (4): 519 532. 13 E. M. of . 1997, 46 (1): 213 219. 14 E., J. T. M. of a J. of :2001, 215(4): 46515 M. H. of a J. in 1998, 46(5 559 574. 16 崔紅新 ,程方榮 ,王健智 其在生物力學(xué)中的應(yīng)用 J2005,17(1):53 17 李開(kāi)泰 ,黃艾香 ,黃慶懷 M西安交通大學(xué)出版社 ,1992:1 18 于亞婷 , 杜平安 , 王振偉 . 有 限 元 法 的 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 研 究 J. 機(jī)械設(shè)計(jì) ,2005,22(3):6 19 of . 1996(23):133 20 to in J2003(3):3 109 61. 21 韓 西 ,鐘 厲 ,李 博 J2001(20):124 22 吳夢(mèng)喜 ,王建鋒 ,蘇愛(ài)軍 J2003(4):445 23 方華軍 ,劉建設(shè) ,任天令 J2003(7 /8):400 24 楊曉東 ,申長(zhǎng)雨 ,李 倩 格生成方案 J2009,45(8):292 25 谷俊斌 中國(guó)冶金教育 26 莫維尼 M電子工業(yè)出版社 ,2005 27 劉偉，高維成等 典 M 電子工業(yè)出版社 2010. 28 白勇軍，大型重載伺服機(jī)械壓力機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及實(shí)驗(yàn)研究，上海交通大學(xué)， 2012 29 黃訊，三伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，上海交通大學(xué)， 30 陳錫棟 ,楊 婕 ,趙曉棟 ,范細(xì)秋 ,有限元法的 發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用 , 浙江海洋學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 ,浙江舟山 316000 31 王亞利 , 佛山職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 2、本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）： 本課題來(lái)源于江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司。 壓力機(jī)是該公司根據(jù)市場(chǎng)需求而開(kāi)發(fā)研制的產(chǎn)品。要求我們運(yùn)用有限元分析技術(shù)對(duì) 壓力機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并給出優(yōu)化方案。通過(guò)本課 題的研究 ,為提高壓力機(jī)產(chǎn)品的性能，質(zhì)量和壽命，降低產(chǎn)品成本提供科學(xué)計(jì)算分析的依據(jù)，增強(qiáng)其產(chǎn)品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。 本課題的目的在于鞏固和擴(kuò)大學(xué)生在校期間所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析和解決工程中的實(shí)際問(wèn)題的能力；培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用計(jì)算機(jī)的能力；培養(yǎng)學(xué)生撰寫(xiě)論文的能力；培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過(guò)本課題的研究，使學(xué)生能夠掌握有限元建模、邊界條件的確定、載荷模擬及結(jié)構(gòu)應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。 要求運(yùn) 用有限元分析軟件 壓力機(jī) 進(jìn)行有結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用靜態(tài)有限元分析，校核液壓機(jī)機(jī)身部件的強(qiáng)度和剛度，并且根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)以達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。模態(tài)分析可以求出機(jī)身振動(dòng)的固有頻率以及相應(yīng)的振型，分析各種振型對(duì)液壓機(jī)工作狀態(tài)的影響。這對(duì)于了解液壓機(jī)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性以及進(jìn)而改善其結(jié)構(gòu)有重要的意義，為液壓機(jī)的設(shè)計(jì)提供了理論和現(xiàn)實(shí)依據(jù)。主要任務(wù)內(nèi)容有： （ 6） 對(duì) 力機(jī)機(jī)身 進(jìn)行三維實(shí)體建模 ； （ 7） 了解 壓力機(jī) 工作性質(zhì)和工作狀態(tài) ；對(duì)其進(jìn)行工作載 荷分析，確定邊界條件及加載方案； （ 8） 劃分網(wǎng)格，進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析，求出機(jī)身的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律， 評(píng)價(jià)載荷對(duì)壓力機(jī)工作性能的影響； （ 9） 對(duì) 機(jī)身 模型進(jìn)行 自由 模態(tài)分析，求解 機(jī)身 固有頻率以及相應(yīng)的振型等動(dòng)態(tài)參數(shù)，分析其對(duì)工作狀況的影響。 （這項(xiàng)選做 ） ； （ 10） 根據(jù)分析結(jié)果，在應(yīng)力集中危險(xiǎn)區(qū)域采取措施改善應(yīng)力狀況；在低應(yīng)力區(qū)域，改變相關(guān)尺寸變量，以達(dá)到減輕部件總體質(zhì)量的目的。重新進(jìn)行有限元分析，檢驗(yàn)改變尺寸后的剛度和強(qiáng)度。重復(fù)進(jìn)行以上步驟，直到獲取最佳方案。 (1)件和 (2)力機(jī)的三維模型； (3) (4)身材料是 度 =7800 / (5)循 “ 均勻應(yīng)力區(qū)粗劃，應(yīng)力梯度大的區(qū)域細(xì)劃 ” 的原則； (6)添加約束條件； (7)備在工作時(shí)承受兩個(gè)相反方向的載荷，機(jī)身所受載荷簡(jiǎn)化為對(duì)機(jī)身的兩個(gè)方向的均布載荷； (8) (9)形情況以及應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律； (10)價(jià)載荷對(duì)壓力機(jī)工作性能的影響，從而選擇合適的機(jī)身尺寸和材料厚度，盡量減輕機(jī)身的重量； (11)到機(jī)身結(jié)構(gòu)的固有頻率以及相應(yīng)的振型等動(dòng)態(tài)參數(shù)，分析其對(duì)工作的狀況的影響； (12)善應(yīng)力狀況和改變相關(guān)尺寸變量，以減輕總體質(zhì)量，然后進(jìn)行有限元分析，檢驗(yàn)剛度和強(qiáng)度，依次重復(fù)以上步驟，直至取得最佳方案。 方案定制的框圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 指導(dǎo)教師意見(jiàn) ： 1、對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 2、對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果 的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)老師： 年 月 日 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 選題情況 課題名稱(chēng) 雙主機(jī)大梁沖機(jī)身結(jié)構(gòu)有限元分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì) 難易程度 偏難 適中 偏易 工 作 量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化 的要求 任務(wù)書(shū) 有 無(wú) 開(kāi)題報(bào)告 有 無(wú) 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度 出勤情況 好 一般 差 工作進(jìn)度 快 按計(jì)劃進(jìn)行 慢 中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績(jī)?cè)u(píng)定： 所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人 年 月 日 I 中文摘要 隨著各種結(jié)構(gòu)分析理論和優(yōu)化設(shè)計(jì)理論的提出與成熟，結(jié)合迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，機(jī)床企業(yè)對(duì) 于機(jī)床結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)、類(lèi)比、靜態(tài)的設(shè)計(jì)階段，向動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)階段邁進(jìn)。 利用大型有限元分析軟件 用 限元分析軟件對(duì)壓力機(jī)機(jī)架進(jìn)行靜態(tài)分析和模態(tài)分析，在壓力機(jī)機(jī)架滿足足夠的強(qiáng)度和剛度條件下， 品 縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低制造成本，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。 為提高壓力機(jī)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和壽命降低產(chǎn)成本提供科學(xué)計(jì)算分析的依據(jù)從而能夠增強(qiáng)其產(chǎn)品在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。其主要內(nèi)容如下： 1. 對(duì) 壓力機(jī)機(jī)身 進(jìn)行三維實(shí)體建模； 2. 了解 力機(jī)工作性質(zhì)和工作狀態(tài)；對(duì)其進(jìn)行工作載荷分析，確定邊界條件及加載方案； 3. 劃分網(wǎng)格，進(jìn)行有限元結(jié)構(gòu)靜態(tài)分析，求出機(jī)身的應(yīng)力和應(yīng)變分布規(guī)律， 評(píng)價(jià)載荷對(duì)壓力機(jī)工作性能的影響； 4. 對(duì) 機(jī)身 模型進(jìn)行約束模態(tài)分析，求解 機(jī)身 固有頻率以及相應(yīng)的振型等動(dòng)態(tài)參數(shù)，分析其對(duì)工作狀況的影響。； 5. 根據(jù)分析結(jié)果，在應(yīng)力集中危險(xiǎn)區(qū)域采取措施改善應(yīng)力狀況；在低應(yīng)力區(qū)域，改變相關(guān)尺寸變量，以達(dá)到減輕部件總體質(zhì)量的目的。重新進(jìn)行有限元分析，檢驗(yàn)改變尺寸后的剛度和強(qiáng)度。重復(fù)進(jìn)行以上步驟，直到獲取最佳方案。 6. 最后對(duì)論文的研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了總 結(jié)和展望。 關(guān)鍵詞：壓力機(jī) ， 有限元分析， 優(yōu)化設(shè)計(jì) of of as as of of of in s of to of EM of is of in to by of of of To in to in as 1. D 2. of of 3.