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基于ANSYS的大型船用螺旋桨数控龙门式砂带磨床的参数化分析
| 论文题名： | 基于ANSYS的大型船用螺旋桨数控龙门式砂带磨床的参数化分析 |
| 关键词： | ANSYS系统;龙门式砂带磨床;参数化设计;位移量补偿;静态变形 |
| 摘要： | 螺旋桨作为轮船的重要部件，其加工制造技术也成为了船舶工业的核心技术之一。由于国内的砂带磨削的发展时间比较短，虽然在一些领域有所突破但是在结构和控制系统设计都相对复杂的数控砂带磨床的发展还是落后于发达国家。本课题基于以上原因而提出对砂带磨床的整体和关键部件进行结构分析和优化设计。从而降低该机床的结构方面和国外的差距。通过结构分析和优化设计得到结构强度满足设计要求而且用的材料大大降低的目的，从而使机床的整体成本也有了较大的降低。从数控变形误差补偿角度来讲，通过静力分析所得到的磨头接触轮在四个位置三个方向的变形量，通过四个位置的变量生成一条通过四个点的光滑曲线。在生成数控加工代码的过程中，对磨头在加工移动过程中进行位移量补偿，从而减小了静态变形的影响。 本文在总结机床结构分析发展现状的基础上，针对数控龙门式砂带磨床的结构分析问题，以ANSYS有限元软件为平台，利用其二次开发工具，在ANSYS系统中开发了具有界面的集参数化建模、有限元分析、加载和求解、结果分析与提取于一体的龙门式砂带磨床有限元分析系统。本系统的成功开发，证实了以ANSYS为平台开发专业模块的可行性，提高了工作效率。首先，本文将ANSYS二次开发技术应用于龙门式砂带磨床有限元结构分析，并开发出实用的程序模块，嵌入ANSYS并作为ANSYS程序的一部分。本程序模块在龙门式砂带磨床结构分析方面具有创新意义的成果，所归纳总结的ANSYS开发技术的基本方法和过程具有普遍的适用性。其次，结合二次开发界面对磨床的整体进行了静态、模态分析，改进结构。通过分析结果可以得到接触轮的位移变形是最大的，而且可以得到最大变形量。本文中分别取磨头在横梁上移动的四个位置并得出每个位置的变形量，通过分析磨头接触轮不同方向的位移量就可以得到磨头在移动过程中各个方向的变形曲线。通过该曲线一方面可以很直观的观察到各个方向的具体变形量，为结构设计提供参考。另一方面为后期的数控代码补偿提供了数据支持。通过对机床的整体进行模态分析分析可以得出了各阶的振型和共振频率，通过修改结构的刚度和质量来防止机床在工作过程中发生共振。 |
| 作者： | 朱登伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 黄云 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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