龙门8000型折弯机的有限元分析及轻量化设计

发布时间：2023-10-21 09:33

　　折弯机作为钣金加工的重要母机之一,在各个领域都有着广泛的应用,超大型数控折弯机是折弯机的发展趋势。然而现在大部分折弯机在进行设计时都偏于保守,机身的重量偏大,为降低折弯机的生产成本,提高折弯机的工作效率,本文在根据国内外相关研究的基础上,对一款超大型龙门式折弯机进行了轻量化设计。(1)根据额定载荷计算折弯机相关部件承受的载荷,运用有限元软件对折弯机模型进行静力学分析,通过静力学分析结果判断折弯机机构是否合理,为接下来的轻量化设计奠定基础。(2)用SolidWorks对折弯机模型进行参数化建模,将对折弯机变形和应力影响较大的几个板的厚度设为参数,并将模型导入ANSYS-Workbench中。运用响应面分析法,以折弯机的质量最低为目标函数,设定其最大变形及最大应力,选择参数的约束区间,对其进行求解。将响应面法优化后的参数尺寸圆整后,重新建立模型进行静力学分析,将优化后的结果与优化前的结果进行对比。(3)进行正交试验设计,将响应面法不方便添加的2个因素(拉杆直径与筋板的厚度)添加进来,设计正交实验表,根据实验组号分别重新建模进行有限元分析,通过求解所得的数据分析各个因素对相关状态变量的影响程...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 折弯机简介
    1.2 折弯机研究现状和发展趋势
        1.2.1 国内折弯机研究现状
        1.2.2 国外折弯机研究现状
        1.2.3 折弯机发展趋势
    1.3 研究背景及意义
        1.3.1 课题研究背景
        1.3.2 课题研究意义
    1.4 本文的主要研究内容
    1.5 本章小结
第二章 龙门式折弯机的设计
    2.1 龙门折弯机的结构设计
        2.1.1 主要构件
        2.1.2 功能介绍
    2.2 折弯机工作原理
    2.3 上机架的设计
        2.3.1 上机架机构设计
        2.3.2 上机架几何公差要求
        2.3.3 上机架与液压缸的连接方式
    2.4 工作台的设计
        2.4.1 工作台结构形式
        2.4.2 工作台几何公差要求
    2.5 底模的设计
    2.6 本章小结
第三章 折弯机的静力学分析
    3.1 弹性力学及有限元理论基础
        3.1.1 弹性力学一般定理
        3.1.2 弹性力学的基本方程
        3.1.4 连续体力学有限元分析
    3.2 折弯机简介
    3.3 折弯机受力分析
    3.4 折弯机的静态特性分析
        3.4.1 机身实体模型得到简化
        3.4.2 机身有限元模型单元的选取和划分
        3.4.3 机身的约束及载荷施加
        3.4.4 材料属性的施加
        3.4.5 计算结果分析
    3.5 本章小结
第四章 响应面法优化设计
    4.1 响应面分析预处理
    4.2 折弯机的响应面优化分析
        4.2.1 建立数学模型
        4.2.2 折弯机响应面优化分析的前处理
        4.2.3 折弯机响应面分析
    4.3 本章小结
第五章 正交试验法优化设计
    5.1 正交试验
        5.1.1 正交试验设计
        5.1.2 正交试验结果分析
    5.2 优化函数的构造
    5.3 轻量化模型设计
        5.3.1 设计变量与目标函数的确定
        5.3.2 状态变量的选取
        5.3.3 轻量化计算
    5.4 轻量化结果检验
    5.5 本章小结
第六章 龙门式折弯机的动力学分析
    6.1 动力学分析简介
    6.2 机身的模态分析
        6.2.1 模态分析理论介绍
        6.2.2 模态分析方法
        6.2.3 机身的模态分析结果
        6.2.4 优化后机身各阶模态振型分析
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 内容总结
    7.2 研究展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3855583