畢業(yè)設計開(kāi)題報告范例
畢業(yè)設計的內容和意義
課題背景：(標題按小四黑體)
隨著(zhù)全球經(jīng)濟一體化的形成，整個(gè)機床行業(yè)的市場(chǎng)競爭必將愈演愈烈。目前，國內機床產(chǎn)品的技術(shù)水平還相對落后，就設計方法而言，尚處于經(jīng)驗、靜態(tài)和類(lèi)比的傳統設計階段，對動(dòng)力學(xué)模擬和結構動(dòng)態(tài)特性考慮得不多，動(dòng)態(tài)優(yōu)化軟件使用率也相對較低。新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)缺少結構動(dòng)力學(xué)建模和優(yōu)化的動(dòng)態(tài)設計方法，就很難提高機床質(zhì)量和生產(chǎn)效率【1】。中國的機床制造行業(yè)的形勢將變得更為嚴峻，將面臨更為強大的競爭對手，如果我們的機床制造企業(yè)還沒(méi)有先進(jìn)的設計制造手段作為技術(shù)支撐，仍然抱著(zhù)傳統的設計方法不放，那么靠什么與對手進(jìn)行競爭?如何在國外高檔機床大舉進(jìn)攻中國市場(chǎng)的嚴峻形勢下，保留住中國機床原有的半壁江山?然而可喜的是，國內己有許多制造企業(yè)和科研院所認識到了這一點(diǎn)，高檔機床的設計制造是戰略行業(yè)，中國不能在這種行業(yè)上受制于人，必須加快先進(jìn)動(dòng)態(tài)設計技術(shù)向具體產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的應用轉移。東南大學(xué)、天津大學(xué)和昆明理工大學(xué)等高校在這方面己進(jìn)行了研究，取得了一定的成果【2】。為此，本畢業(yè)設計以MK2110數控磨床的數學(xué)模型為基礎，著(zhù)重對磨床的動(dòng)力學(xué)和床身的結構優(yōu)化設計進(jìn)行了細致的研究。(小四宋體)
課題內容：
1.提出：對于高速磨床來(lái)說(shuō)，磨削精度是影響磨削質(zhì)量的關(guān)鍵因數，而電主軸芯在磨削過(guò)程中的運動(dòng)變形又是影響磨削精度(如表面磨削波紋等)的重要因素。用傳統的剛性體來(lái)模擬電主軸芯的運動(dòng)難以精確地模擬實(shí)際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會(huì )存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對電主軸芯進(jìn)行動(dòng)
力學(xué)分析。磨床床身是磨床的重要基礎件，起著(zhù)支撐工件、工作臺、床頭箱和內圓磨削裝置關(guān)鍵部件的作用。它的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)特性直接影響磨床的加工精度和工件的表面粗糙度，關(guān)系到磨床是否能安全可靠的工作及整機的使用壽命。因此有必要了解床身結構本身具有的剛度特性和動(dòng)態(tài)特性，對其進(jìn)行優(yōu)化設計，以提高磨床整體的動(dòng)靜態(tài)性能。
2.解決方法：虛擬樣機技術(shù)是在設計階段就對設計的產(chǎn)品進(jìn)行性能測試，從而使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品最大可能的滿(mǎn)足設計目標。通過(guò)運用ADAMS軟件對剛性體和柔性體模型整體進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真【3】。運用有限元ANSYS軟件對床身進(jìn)行靜剛度分析和模態(tài)分析，通過(guò)改變床身內部筋板布局對其進(jìn)行結構優(yōu)化。有限元(Finite Element Analysis)的核心思想是結構的離散化，就是將實(shí)際結構假想地離散為有限數目的規則單元組合體，實(shí)際結構的物理性能可以通過(guò)對離散體進(jìn)行分析，得出滿(mǎn)足工程精度的近似結果來(lái)替代對實(shí)際結構的分析【4】。
3.設計內容：針對該磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，并應用有限元軟件ANSYS進(jìn)行靜剛度分析、模態(tài)分析和結構優(yōu)化。其中靜剛度分析主要是研究磨床床身在固定載荷的作用下的變形及應力狀況，這對掌握機床的機械特性大有幫助;其次，床身結構的動(dòng)態(tài)特性是影響磨床產(chǎn)品性能的關(guān)鍵因素之一，而研究其動(dòng)態(tài)特性的方法主要是進(jìn)行模態(tài)分析，主要內容是確定磨床床身的震動(dòng)特性既固有頻率和主振型，它們是承受動(dòng)載荷的重要參數;最后是通過(guò)改變磨床床身內部筋板布局，分析各布局的動(dòng)靜態(tài)特性，進(jìn)行結構優(yōu)化。
課題意義：
建立一個(gè)真正反映結構系統動(dòng)態(tài)特性的磨床動(dòng)力學(xué)模型，僅僅是進(jìn)行結構動(dòng)態(tài)優(yōu)化設計的先決條件，而不是最終的目的。動(dòng)態(tài)設計的最終目的，是利用系統的動(dòng)力學(xué)模型以期獲得一個(gè)具有良好的靜、動(dòng)態(tài)性能機床結構產(chǎn)品設計方案。通過(guò)對磨床進(jìn)行力學(xué)分析，應用動(dòng)力學(xué)分析軟件ADAMS進(jìn)行工作狀態(tài)下運動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模擬分析，通過(guò)虛擬試驗和測試，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)階段就可以幫助設計者發(fā)現設計缺陷，并提出改進(jìn)方案。應用有限元分析ANSYS，對床身進(jìn)行靜力學(xué)分析和模態(tài)分析，可以通過(guò)變形云圖，查看結構的薄弱環(huán)節以及結構固有頻率，通過(guò)對薄弱環(huán)節的分析，提出解決方案，優(yōu)化結構。
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