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轨道列车型材搅拌摩擦焊设备的优化设计
| 论文题名： | 轨道列车型材搅拌摩擦焊设备的优化设计 |
| 关键词： | 搅拌摩擦焊设备;有限元分析;动静刚性;优化设计;轨道列车 |
| 摘要： | 随着我国轨道交通行业的迅速发展，轨道列车铝合金型材的需求量也日益增大，对于可以进行铝合金焊接的搅拌摩擦焊设备的研究就显得至关重要。本文以铝合金为加工对象，以搅拌摩擦焊设备为研究对象，首先对搅拌摩擦焊设备进行了结构的设计；然后对设计的结构进行静动刚性的分析，验证设计方案的可行性；最后对关键部件进行减重和提高刚性的优化设计。搅拌摩擦焊设备主要包括床身和主轴头两大部分，论文对两大部分涉及的结构设计方案、传动系统设计、动静刚度分析及优化进行了研究。主要研究内容如下： 首先，完成搅拌摩擦焊设备的方案设计和三维建模。根据设计要求，运用功能原理分析法提出总体方案、设计传动路线，借助Pro/E软件完成零部件的三维建模和装配，得到了设备整机的三维模型。 其次，完成传动系统的设计与选型。根据传动路线和工况的要求，提出对元器件各项参数的要求，再通过计算和校核，完成了传动系统的设计及主要元器件的选型计算。 然后，完成设备整机及其关键部件的有限元分析。运用 ANSYS workbench软件对整机及主轴进行静力分析和模态分析，得到应力和变形云图、固有频率和振型，验证了搅拌摩擦焊设备的动静刚性。对横梁和安装架再进行静力分析，为下一步优化设计提供理论基础。 最后，完成横梁和安装架的优化设计。针对横梁和安装架的分析结果，对分析结果进行研究，提出了改变筋板厚度、改变结构布局等优化设计方案，对改进的模型进行再分析，对比模型改进前后的分析结果，选择结构的最优方案。 |
| 作者： | 李浩瀚 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 丁彩红 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东华大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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