SLT160伺服刀架静动态特性分析与优化

发布时间：2017-08-19 01:33

  本文关键词：SLT160伺服刀架静动态特性分析与优化

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【摘要】：随着制造业对数控机床性能要求的不断提高,以及数控机床行业正朝着高速度、高精度、智能化、高可靠性的方向发展,对其关键功能部件刀架的性能要求也变得越来越高。刀架的动静刚度、可靠性都对机床的性能有很大的影响。本文利用有限元仿真软件HyperMesh和ABAQUS,对SLT160伺服刀架进行静动态分析和优化。主要分为以下几个步骤：1)对伺服刀架整机进行了自由模态实验,获得了刀架的三阶固有频率和振型。将模态实验的结果和有限元仿真进行对比,证实仿真建模是准确的。2)按照国家标准规定的加载方式,对伺服刀架进行静力分析和谐响应分析,得到刀架整机的静刚度和动刚度。根据国家标准对静刚度的要求,发现切向加载时静刚度不足。3)基于ABAQUS刚体约束,发现端齿盘对刀架整机静刚度影响较大,因此,通过修改端齿盘的结构优化刀架整机切向加载的静刚度。4)针对端齿盘进行结构优化,通过对比优化前后模型的静力分析和动力学分析结果,证明对端齿盘的结构优化提高了刀架整机的静刚度和动刚度。端齿盘作为刀架重要零部件,根据切削试验测得的切削力,对刀架进行瞬态动力学分析,提取切向加载时的端齿盘接触力变化曲线,为后续对端齿盘疲劳分析打下基础。
【关键词】：伺服刀架 模态实验 有限元分析 刚度 优化
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-11
• 1.2.1 国外刀架发展9-10
• 1.2.2 国内刀架发展10-11
• 1.3 论文研究内容及意义11-12
• 第二章 伺服刀架模态实验与模态分析12-24
• 2.1 模态分析理论12-14
• 2.1.1 模态分析数学方程12-14
• 2.1.2 模态分析在工程中的应用14
• 2.2 SLT160刀架模态实验14-19
• 2.2.1 实验原理15-16
• 2.2.2 实验仪器16
• 2.2.3 实验过程16-17
• 2.2.4 数据采集17-19
• 2.3 SLT160刀架模态分析19-23
• 2.3.1 SLT160有限元建模19-22
• 2.3.2 求解与结果分析22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第三章 刀架动静态分析24-39
• 3.1 有限元理论与软件简介24-26
• 3.1.1 有限元理论24
• 3.1.2 有限元软件24-25
• 3.1.3 有限元分析流程25-26
• 3.2 刀架整机静力分析26-36
• 3.2.1 三维模型的修改与简化26-27
• 3.2.2 属性设置与网格划分27-28
• 3.2.3 结合面的处理28-30
• 3.2.4 加载与约束30-33
• 3.2.5 求解与结果分析33-36
• 3.3 刀架整机谐响应分析36-38
• 3.3.1 谐响应分析理论36-37
• 3.3.2 谐响应分析37
• 3.3.3 谐响应分析结果37-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第四章 伺服刀架结构优化39-49
• 4.1 优化设计39
• 4.2 零件刚体化39-42
• 4.2.1 刀盘刚体约束40-41
• 4.2.2 端齿盘刚体化41-42
• 4.3 修改模型42-43
• 4.4 优化效果43-48
• 4.4.1 静力分析实际接触面积43-45
• 4.4.2 静力分析刚度对比45-46
• 4.4.3 谐响应分析对比46-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第五章 瞬态动力学分析49-58
• 5.1 瞬态动力学分析理论49-50
• 5.2 切削力和切削实验50-52
• 5.3 瞬态动力学分析52-57
• 5.3.1 瞬态分析建模52-54
• 5.3.2 瞬态动力学分析结果54-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 总结58
• 6.2 展望58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-62

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1 王奎;SLT160伺服刀架静动态特性分析与优化[D];东南大学;2015年

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本文编号：697962