基于广义模块化设计的机械结构静、动态特性分析及优化设计

发布时间：2021-01-17 14:11

　　机床产品快速设计技术的发展和应用,大大缩短了机床新产品开发的周期,有效适应市场。模块化设计是快速响应设计的核心,基于模块化结构的大型复杂机械结构的动态特性,决定了产品的质量。我们期望在设计阶段即能了解未来产品的各种静、动态性能,并根据要求对结构进行优化改进,避免产品样机的反复试制、测试及改进过程,为此,大型复杂机床结构的快速、个性化设计及其动、静态特性优化成为设计阶段的关键。本文主要包括以下内容:综述了数控机床结构模块化设计和动态设计相关研究领域的发展状况,阐述课题提出的目的和意义,明确了本文研究的主要内容;以龙门式加工中心为例,分析了数控机床的模块化特性,及各部件的结构特点;针对大、中型数控机床主机结构设计中出现的新问题,提出了数控机床产品广义模块化设计的概念和原理,以及广义模块化产品设计的流程;在上述内容基础上,建立了机械结构动态设计系统框架,研究了系统中关键技术和问题,提出了模块CAD模型与有限元模型的数据交换方法,实现了二者间数据顺利交换;阐述了机械结构的变量化设计技术,研究了基于有限元方法的结构变量化准静态设计和动态设计原理、内容。通过基于元结构和框架结构优化的方法,成功地对... 

【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

所示)，经过简化

多类员的经验进行。加之机床的结构参数众多，难于优化。用设计方法，可以解决两类设计问题：型机床的系列产品用上述方法进行规范的优化设计,可缩高设计质量；型机床变型产品的个性化设计提供了快速设计技术。化设计实例加工中心的定制产品进行广义模块化设计，先根据用户需，从全系列广义模块矩阵[ ]mtiriki[GSM ][GSM][GSM]12L适的模型进行实例化为[ ]iiimGSMGSMGSML1 2，在广横道GSM表示代入特定参数的实例化模块。则整机可表示mGSMGSMGSM1U 2ULU(2-11) kGSM的设计过程，设其可继续划分为虚拟柔性模块kVM和柔图 2-7 龙门加工中心立柱的不同方案

块间无缝联接简单易行。图 3-7(a)为某龙门式加工中心的立柱，该模块可继续划分成虚拟模块——外壳（图 3-7(b)）和内部筋板（图 3-7(c)），外壳和内部筋板无缝拼合成模块实例。同时，可将模块上一些螺纹孔、圆角、尺寸较小的凹槽等细节特征除去。模块（几何模型）模块模块模块复合特征 1复 合 特 征复合特征 k复合特征 1复合特征 2复合特征 k复合特征 1复合特征 2复合特征 k模块 1模块 2模块 3复合特征 1复合特征 1复合特征 2复 合 特 征复合特征 k图 3-6 虚拟模块无缝拼合成模块并抑止部分细节特征

【参考文献】：
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本文编号：2983038