基于简化模型的复杂机械系统分析方法研究

发布时间：2020-09-27 12:52

　　 随着生产技术的发展,现代制造企业对机床的性能提出了更高的要求。机床是由多个零部件组成的复杂机构,在设计中,仅对个别零部件进行分析,无法全面反映机床的整体性能。因此,要对机床性能做出准确预测,必须对整个复杂机构进行分析。有限元技术凭借自身的优势,已经成为分析复杂结构的有效方法和手段。 对整机来说,尤其是大型机床,其有限元精确模型的规模相当庞大,这就会占用大量的计算资源,耗费相当长的分析时间,甚至会出现无法计算的情况。因此,对复杂机械系统进行有限元分析时,如何在不丢失模型重要信息的基础上合理地进行简化,就成为整个分析过程的重点。 本课题以纺织机械中的针梳机牵伸箱为例,重点研究了针对复杂机械系统进行模态仿真时的简化方法。文中详细说明了几类典型零件,如板壳类零件、轴类零件、圆盘类零件、圆筒类零件、轴承、连接定位零件等的简化方法,并对其各自的简化方法进行了验证和总结,从而定量地界定了这些方法的合理性范围。此外,还对几种常见的零件特征,如板上的孔、筋板等的处理方式进行了介绍。在此基础上,提出了可适用于大多数复杂机构的整体简化方案,并在HyperMesh和Nastran相结合的有限元软件框架下,建立了牵伸箱整体的有限元简化模型,进行了固有模态仿真分析。 本文的研究成果对合理缩减模型的计算规模,有效提高有限元分析的工作效率具有十分重要的指导意义。同时,针对复杂机械系统的有限元分析,探索出了一条切实可行的途径。
【学位单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TH17
【部分图文】：

有限元法的系谱图

图 1-2 为应用 ANSYS 软件对多轴特种车辆底盘进行的静力分析，从对比可以看出，CAD 模型并不能满足 CAE 分析的需要，如果对从 CAD 模型转换过来的复杂结构零件进行直接地相互连接，采用耦合连接太繁琐，采用布尔运算连接比较复杂。如果在同一界面下逐个构建几何实体，界面会变得很繁杂且不易处理。因此要解决这个问题，应采用其他有效、简洁的几何实体构建方法，还要保证几何体间无缝连接。最终的解决方案是对复杂结构的各个部件分别重新构建，再利用标准格式转换读入。采用标准格式（如 IGS 格式）读入时，点线面相同的特征会自动合并，在构建每一个部件时要保证连接处的点线面一致，才能解决各部件间的无缝连接问题。

9. 可视化复合材料单元建模。HyperLaminate 面板提供了可视化复合材料建模图形界面。对于材料的每一铺层的各项参数进行可视化定义，方便浏览各项参数。图 2-1 所示为使用 HyperMesh 进行分析的主要流程，虚线框内为建模流程

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本文编号：2827901