车床轻量化设计数据库系统研究

发布时间：2017-09-20 18:27

  本文关键词：车床轻量化设计数据库系统研究

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【摘要】：在国家经济飞速发展和绿色制造理念的双重推动下,机床零部件在确保静动热性能的情况下实现轻量化设计已成为当今国内外学者研究的焦点。机床轻量化设计是指,在满足机床性能的前提下减少支承件的重量,从而达到减少原材料和能源损耗,优化机床性能,实现绿色制造的目的。目前,国内外学者在机床轻量化设计领域取得了众多的研究成果,为了继承已有的研究成果并开展深入研究,机床轻量化设计数据库系统的研究与开发势在必行。该数据库系统用于储存机床轻量化设计各阶段的数据,能够为车床支承件的轻量化设计提供数据参考,改变机床支承件设计现状,促进绿色制造技术的可持续发展。本课题来源于国家高科技研究发展计划(863计划)“机床轻量化设计数据库技术研究”(NO.2012AA040101-3)。本文围绕课题研究内容,在课题组以往研究成果的支撑下,基于对数据库和机床轻量化设计理论的研究,对车床轻量化设计数据库系统进行总体设计；在数据库系统的支持下,对车床床鞍进行轻量化设计。主要研究内容如下：(1)在综合分析了有关数据库等概念和轻机床量化设计理论后,对车床轻量化设计数据库系统进行设计,包括数据系统的总体设计、数据库的设计以及应用系统的设计；初步确定数据库系统所具备的功能。(2)基于机床轻量化设计流程,分别对物理模型建模模块、结构优化设计模块、结构单元设计模块、性能分析与评价模块四大模块11个子模块的界面、构成、功能、操作进行详细介绍。(3)在数据库系统的支持下,对CKA61160H大型数控车床床鞍进行轻量化设计。首先,在HyperMesh软件中完成床鞍的拓扑优化；其次,在Pro/E软件中构建床鞍的概念模型,并完成主壁板、主筋板以及单元的构型设计；然后,应用ANSYS Workbench软件对新方案床鞍进行尺度优化,获取最合理的壁板和筋板尺寸；最后,分析床鞍原方案和新方案在三种不同工况下的静态性能和模态性能,并对床鞍新方案进行评价。根据床鞍减重质量,进行能耗计算,获取因减重而减少的能量消耗、有害气体、废水及固体废弃物各个数据。
【关键词】：车床 轻量化设计 数据库系统 床鞍
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG519.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题来源10
• 1.2 研究背景10-11
• 1.3 国内外研究综述11-16
• 1.3.1 机床轻量化设计发展历程概况11-13
• 1.3.2 数据库发展历程概述13-14
• 1.3.3 本课题组研究基础与成果概述14-16
• 1.4 本文研究工作16-17
• 2 车床轻量化设计数据库系统设计基础理论17-22
• 2.1 数据库系统概述17-18
• 2.1.1 数据与信息17
• 2.1.2 数据库概念17
• 2.1.3 数据库管理系统17-18
• 2.1.4 数据库系统18
• 2.1.5 数据库系统的结构18
• 2.2 机床轻量化设计理论概述18-21
• 2.2.1 有限元法19-20
• 2.2.2 拓扑优化20
• 2.2.3 尺寸优化20-21
• 2.2.4 机床轻量化设计流程21
• 2.3 本章小结21-22
• 3 车床轻量化设计数据库系统设计22-30
• 3.1 数据库系统总体设计22-25
• 3.1.1 需求分析22
• 3.1.2 设计思想22-23
• 3.1.3 开发及运行环境23
• 3.1.4 数据库系统组成23-25
• 3.2 数据库设计25-26
• 3.2.1 数据库结构设计25
• 3.2.2 数据库界面及功能25-26
• 3.3 应用系统设计26-29
• 3.3.1 应用系统模块组成26-27
• 3.3.2 应用系统整体架构27-29
• 3.4 本章小结29-30
• 4 车床轻量化设计应用系统的实现30-42
• 4.1 登入界面30
• 4.2 主界面30-32
• 4.3 物理模型建模32-35
• 4.3.1 确定设计对象32-33
• 4.3.2 车削载荷计算33
• 4.3.3 力学模型求解33-35
• 4.3.4 结合面约束等效35
• 4.4 结构优化设计方法35-36
• 4.4.1 拓扑优化35-36
• 4.4.2 概念模型设计36
• 4.5 结构单元设计36-39
• 4.5.1 主体结构设计37-38
• 4.5.2 单元结构设计38-39
• 4.6 性能分析与评价39-41
• 4.6.1 性能分析39-40
• 4.6.2 性能评价40-41
• 4.6.3 能耗计算41
• 4.7 本章小结41-42
• 5 CKA61160H大型数控车床床鞍的轻量化设计42-69
• 5.1 CKA61160H大型数控车床概况42-43
• 5.1.1 车床简介42-43
• 5.1.2 技术参数43
• 5.2 床鞍物理模型设计43-52
• 5.2.1 车削力求解43-46
• 5.2.2 力学模型求解46-52
• 5.2.3 结合面等效约束52
• 5.3 结构优化设计方法52-56
• 5.3.1 拓扑优化52-55
• 5.3.2 概念模型设计55-56
• 5.4 床鞍结构单元设计56-62
• 5.4.1 床鞍的主体结构设计56-57
• 5.4.2 尺寸优化57-62
• 5.5 性能分析与评价62-67
• 5.5.1 性能分析62-65
• 5.5.2 性能评价65-66
• 5.5.3 能耗计算66-67
• 5.6 本章小结67-69
• 结论69-70
• 参考文献70-73
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况73-74
• 致谢74-75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 勤作;振兴装备制造业,首先要振兴机床工业[J];世界制造技术与装备市场;2005年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 范俊毅;铁路选线工程数据库管理系统的研究[D];西南交通大学;2005年

2 赵东平;高速卧式加工中心立柱的轻量化设计[D];兰州理工大学;2012年

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本文编号：889696