铜包装线整形机的刚度研究.pdf

兰州理工大学
硕士学位论文
铜包装线整形机的刚度研究
姓名:宋波
申请学位级别:硕士
专业:机械制造及其自动化
指导教师:黄建龙
20100520
摘要整形机是铜包装线的重要组成部分,整形机机身起到支撑和安装液压缸和其他部件的作用,并承受工作时的载荷,机身应该有足够的强度和刚度以及良好的动态性能。为此,本文采用有限元的方法对机身结构进行分析,先建立闭式机身有限元模型,通过砑云浣辛司蔡阅苎芯浚玫搅嘶淼挠α陀变分布;然后对机身进行了动态性能研究,分析了机身对动态测试结果的影响。并根据前文的分析结果,对机身进行了合理的优化。主要内容如下:首先,应用砑菔导食叽绾筒牧咸匦越⒒淼募负文P筒⑸成有限元模型。根据受力情况确定机身的边界约束。在卸曰斫辛俗大载荷条件下的静力分析,得出了机身在该载荷下的应力分布,确定了最大应力的大小和位置;并得到了机身在各个方向上的应变,确定了机身整体刚度,获取了机身应力集中部位及其薄弱环节。其次,本文通过对开式及闭式两款机身结构分别进行静态特性分析并将分析结果进行比较,从数值分析的角度确定开式机身的合理性。再次,对机身进行了动力学分析,包括模态分析、谐响应分析和瞬态动力学法求解并提取了机身的前十阶模态,分析了各阶模态对整形机机身的影响,排除了机身在生产中产生共振的可能;在模态分析的基础上,谐响应分析得出了机身的频率响应特性,定量得出了机身对系统频率响应测试的影响大小;在瞬态动力学分析中得出了机身的阶跃响应特性和往复变形特性,了解了机身动态性能的优劣。为日后的优化奠定了基础。最后,利用腁问镅裕嘀屏税ń峁狗治鑫募陀呕刂莆件下机身的结构优化设计程序。得到了最优化的设计参数,有效地改善了机身的机械和力学性能。关键词:整形机;有限元;刚度;静态分析;模态分析;谐响应分析;瞬态分析;优化设计分析。在模态分析中采用硕士学位论文
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插图索引图机身机构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机身三维实体模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机身的有限元网格模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图机身静载荷下等效应力云图图机身静载荷下等效应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图机身静载荷下较蛴Ρ湓仆肌图砭苍睾上耏方向应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图砭苍睾上耑方向应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图级网格精度的有限元模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图级网格精度下的等效应力图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图级网格精度下的位移图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第一阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第二阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图谑渍裥屯肌图砗崃簒方向谐响应幅值频率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图砗崃篩方向谐响应幅值频率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图砗崃簔方向谐响应幅值频率曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图睾捎胧奔浔浠叵低肌图单元结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图J交砭苍睾上碌刃вαυ仆肌图J交砭苍睾上耎方向应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图J交砭苍睾上耏方向应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图J交砭苍睾上耑方向应变云图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第三阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图第四阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。图第五阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第六阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第七阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第八阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图第九阶振型图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯铜包装线整形机的刚度研究
图砗崃菏狈较蛭灰葡煊η摺图砗崃菏狈较蛩俣认煊η摺图砗崃菏狈较蚣铀俣认煊η摺图整形机横梁及液压缸支座模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图设计变量随优化设计序列变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图总体积随优化设计序列变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图设计变量、随优化设计序列变化曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.硕士学位论文Ⅵ
附表索引的材料特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。表机身形状变形位移统计结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表表开式、闭式机身刚度的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.表机身的前阶模态和振