基于Unigraphics有限元杠杆零件的优化设计
发布时间：2021-05-14 21:40
受江西某印刷机械厂委托,本文对杠杆零件进行了强度分析。 本文通过分析、比较常用的机械CAD各类设计软件,选定了Unigraphics NX2.0软件作为本课题的设计计算软件。利用UG软件的CAD模块建立了杠杆零件的参数化数字模型,运用UG软件的CAE/STRUCTURES分析模块对杠杆零件进行静态有限元分析,发现此零件的原设计不满足强度要求,找到了零件断裂失效的原因。 本文重新对该杠杆零件进行优化设计。选定设计变量、设计目标、设计约束条件,利用软件中的优化模块,得出了优化设计后的零件设计方案。并对改进后的方案进行强度校核,零件满足了强度要求,同时使材料得到了充分的利用。 依据此方案,用户重新生产了该零件并投入使用,在实际使用中情况较好,没有再出现断裂失效的情况,得到了用户的肯定。由于产品年生产量比较大,为企业带来了良好的经济效益和社会效益。
【文章来源】：河海大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 引言
1.1.2 CAD技术简介
1.1.3 CAE技术简介
1.1.4 课题的研究背景及意义
1.1.5 胶印机及滚筒离合压结构简介
1.2 课题研究的主要内容
1.3 论文的内容安排
第二章 Unigraphics NX软件的介绍
2.1 UG软件简介
2.2 典型CAD软件的介绍及比较
2.3 本章小结
第三章 杠杆的CAD建模
3.1 CAD绘图介绍
3.1.1 图形的坐标变换
3.1.2 图形的布尔运算
3.1.3 图形的建模
3.2 杠杆的CAD建模
3.3 本章小结
第四章 杠杆的有限元模型的建立
4.1 有限元分析法概述
4.1.1 有限元分析法的基本概念
4.1.2 有限元分析法的三个基本方程
4.1.3 三维应力状态
4.1.4 三维四面体单元
4.1.5 高斯消元法
4.2 UG NX结构分析简介
4.2.1 UG NX结构分析模块的特点
4.2.2 UG NX相关模型的概念
4.2.3 UG NX分析的一般步骤
4.3 杠杆的静态有限元分析
4.3.1 解算器的选择
4.3.2 模型的简化
4.3.3 载荷条件
4.3.4 边界条件的指定
4.3.5 网格的选择
4.3.6 材料的基本假设
4.3.7 指定材料
4.3.8 网格质量的检查
4.3.9 解答的收敛性
4.3.10 解算结果报告
4.4 本章小结
第五章 杠杆的强度分析
5.1 铸铁的拉伸试验
5.2 铸铁的压缩试验
5.3 强度理论
5.4 杠杆零件的强度校核
5.5 本章小结
第六章 杠杆的优化设计
6.1 优化设计
6.2 最优化约束非线性规划
6.2.1 SUMT外点法(罚函数法)
6.2.2 SUMT内点法(障碍函数法)
6.3 UG优化分析模型
6.3.1 杠杆优化模型的建立
6.3.2 杠杆优化结果的分析
6.3.3 杠杆的最终设计方案
6.4 二维工程图
6.4 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]内燃机活塞连杆组有限元分析的研究进展[J]. 王延遐,门秀华,潘立国. 山东内燃机. 2005(02)
[2]CAD/CAE技术在曲轴锻件制造过程中的应用[J]. 夏占雪,阮艳静,赵建申. 锻压技术. 2005(02)
[3]加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析[J]. 张耀满,高冠滨,王旭东,蔡光起,李宪凯. 组合机床与自动化加工技术. 2005(04)
[4]汽车车架的优化设计方法[J]. 李峻,于学兵,张昆. 机械制造与自动化. 2005(02)
[5]基于COSMOS/Works的旋挖钻机减速器小齿轮分析[J]. 战红,赵伟民. 机械工程师. 2005(02)
[6]静电除尘器的新应用及其发展方向[J]. 王显龙,何立波,贾明生,陈恩鉴. 工业安全与环保. 2003(11)
[7]齿轮轮齿变形中的接触有限元仿真分析[J]. 杨生华,王统. 煤矿机械. 1999(08)
[8]I-DEAS Master Series在大型箱体零件刚强度分析中的应用[J]. 韩锦章. 兵工学报(坦克装甲车与发动机分册). 1997(03)
[9]工程CAD系统中的有限元对象的实现[J]. 谭也平,王书庆,石洞,石志源. 计算机辅助工程. 1996(03)
[10]有限元网格模型的计算机绘图[J]. 安晓卫,杨振亮. 沈阳工业学院学报. 1996(01)
本文编号：3186378
【文章来源】：河海大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
第一章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.1.1 引言
1.1.2 CAD技术简介
1.1.3 CAE技术简介
1.1.4 课题的研究背景及意义
1.1.5 胶印机及滚筒离合压结构简介
1.2 课题研究的主要内容
1.3 论文的内容安排
第二章 Unigraphics NX软件的介绍
2.1 UG软件简介
2.2 典型CAD软件的介绍及比较
2.3 本章小结
第三章 杠杆的CAD建模
3.1 CAD绘图介绍
3.1.1 图形的坐标变换
3.1.2 图形的布尔运算
3.1.3 图形的建模
3.2 杠杆的CAD建模
3.3 本章小结
第四章 杠杆的有限元模型的建立
4.1 有限元分析法概述
4.1.1 有限元分析法的基本概念
4.1.2 有限元分析法的三个基本方程
4.1.3 三维应力状态
4.1.4 三维四面体单元
4.1.5 高斯消元法
4.2 UG NX结构分析简介
4.2.1 UG NX结构分析模块的特点
4.2.2 UG NX相关模型的概念
4.2.3 UG NX分析的一般步骤
4.3 杠杆的静态有限元分析
4.3.1 解算器的选择
4.3.2 模型的简化
4.3.3 载荷条件
4.3.4 边界条件的指定
4.3.5 网格的选择
4.3.6 材料的基本假设
4.3.7 指定材料
4.3.8 网格质量的检查
4.3.9 解答的收敛性
4.3.10 解算结果报告
4.4 本章小结
第五章 杠杆的强度分析
5.1 铸铁的拉伸试验
5.2 铸铁的压缩试验
5.3 强度理论
5.4 杠杆零件的强度校核
5.5 本章小结
第六章 杠杆的优化设计
6.1 优化设计
6.2 最优化约束非线性规划
6.2.1 SUMT外点法(罚函数法)
6.2.2 SUMT内点法(障碍函数法)
6.3 UG优化分析模型
6.3.1 杠杆优化模型的建立
6.3.2 杠杆优化结果的分析
6.3.3 杠杆的最终设计方案
6.4 二维工程图
6.4 本章小结
第七章 结论
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]内燃机活塞连杆组有限元分析的研究进展[J]. 王延遐,门秀华,潘立国. 山东内燃机. 2005(02)
[2]CAD/CAE技术在曲轴锻件制造过程中的应用[J]. 夏占雪,阮艳静,赵建申. 锻压技术. 2005(02)
[3]加工中心主轴部件及其主轴箱的热特性有限元分析[J]. 张耀满,高冠滨,王旭东,蔡光起,李宪凯. 组合机床与自动化加工技术. 2005(04)
[4]汽车车架的优化设计方法[J]. 李峻,于学兵,张昆. 机械制造与自动化. 2005(02)
[5]基于COSMOS/Works的旋挖钻机减速器小齿轮分析[J]. 战红,赵伟民. 机械工程师. 2005(02)
[6]静电除尘器的新应用及其发展方向[J]. 王显龙,何立波,贾明生,陈恩鉴. 工业安全与环保. 2003(11)
[7]齿轮轮齿变形中的接触有限元仿真分析[J]. 杨生华,王统. 煤矿机械. 1999(08)
[8]I-DEAS Master Series在大型箱体零件刚强度分析中的应用[J]. 韩锦章. 兵工学报(坦克装甲车与发动机分册). 1997(03)
[9]工程CAD系统中的有限元对象的实现[J]. 谭也平,王书庆,石洞,石志源. 计算机辅助工程. 1996(03)
[10]有限元网格模型的计算机绘图[J]. 安晓卫,杨振亮. 沈阳工业学院学报. 1996(01)
本文编号：3186378
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jixiegongcheng/3186378.html
