MC80 型雙主機大梁沖機身結構有限元分析及優(yōu)化設計任務書

1 機械工程學院畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 機械電子工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名： 學號： 畢業(yè)（論文）題目： MC80 型 雙主機大梁沖機身 結構 有限元分析及優(yōu)化設計 起 迄 日 期： 2014-02-18 2014-05-30 設計（論文）地點： 機械工程學院 5 樓機房 指 導 老 師： 專 業(yè) 負 責 人： 發(fā)任務書日期： 2014 年 02 月 18 日 2 畢業(yè)設計（論文）任務書 1、本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 本課題來源于江蘇金方圓數控機床有限公司。 MC80 型 壓力機是該公司根據市場需求而開發(fā)研制的產品。要求我們運用有限元分析技術對 MC80 型 壓力機進行結構分析并給出優(yōu)化方案。通過本課題的研究 ,為提 高壓力機產品的性能，質量和壽命，降低產品成本提供科學計算分析的依據，增強其產品在市場的競爭力。 本課題的目的在于鞏固和擴大學生在校期間所學的基礎知識和專業(yè)知識，訓練學生綜合運用所學知識分析和解決工程中的實際問題的能力；培養(yǎng)學生調查研究以及資料、信息獲取和分析的能力；培養(yǎng)學生在設計過程中使用計算機的能力；培養(yǎng)學生撰寫論文的能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。 通過本課題的研究，使學生能夠掌握有限元建模、邊界條件的確定、載荷模擬及結構應力應變場的分析及優(yōu)化設計等現代設計方法。 2、本畢業(yè)設計（論文）課題任務的 內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）： 2.1 任務內容 要求運用有限元分析軟件 ANSYS 對 MC80 型 壓力機 進行有結構靜態(tài)分析、模態(tài)分析以及結構優(yōu)化設計。利用靜態(tài)有限元分析，校核液壓機機身部件的強度和剛度，并且根據分析的結果進行結構優(yōu)化設計以達到降低生產成本，提高經濟效益。模態(tài)分析可以求出機身振動的固有頻率以及相應的振型，分析各種振型對液壓機工作狀態(tài)的影響。這對于了解液壓機現有結構的力學特性以及進而改善其結構有重要的意義，為液壓機的設計提供了理論和現實依據。主要任務內容有： （ 1） 對 MC80 型 壓力機機身 進行三維實體建模 ； （ 2） 了解 MC80 型 壓力機 工作性質和工作狀態(tài) ；對其進行工作載荷分析，確定邊界條件及加載方案； （ 3） 劃分網格，進行有限元結構靜態(tài)分析，求出機身的應力和應變分布規(guī)律， 評價載荷對壓力機工作性能的影響； （ 4） 對 機身 模型進行 自由 模態(tài)分析，求解 機身 固有頻率以及相應的振型等動態(tài)參數，分析其對工作狀況的影響。 （這項選做 ） ； （ 5） 根據分析結果，在應力集中危險區(qū)域采取措施改善應力狀況；在低應力區(qū)域，改變相關尺寸變量，以達到減輕部件總體質量的目的。重新進行有限元分析，檢驗改變尺寸后的剛度和強度。重復進行以上步驟，直到獲取最佳 方案。 3 2.2 原始條件及數據 該設備的主要參數如下 : 型 號 : MC80； 公 稱 壓 力 : 800KN； 標準行程次數 : 225mm 行程 100 次 /分； 機身材料是 Q235A，密度 37800 mkg ； 許用角變形 980 微??； 其他數據（材料等）見圖紙。 2.3 技術要求 （ 1） 要求校核 MC80 型 壓力機在承載條件下的剛度和強度。 （ 2） 要求在保證壓力機強度和剛度的條件下對壓力機主要部件進行優(yōu)化設計。 （ 3） 分析壓力機的模態(tài) ，并對壓力機的工作狀況進行評估。 2.4 工作要求 （ 1） 在深刻領會任務內容及要求的基礎上，查找相關的文獻資料。（ 20 篇以上，除了教師已列出的文獻），通過查閱文獻資料認真研究原始材料，寫出開題報告； （ 2） 進行理論學習、上機操作、數據處理、分析總結、整理資料，完成與任務書要求相應的工作，并撰寫成畢業(yè)論文，獨立完成畢業(yè)設計的各項工作； （ 3） 畢業(yè)論文或設計說明書需符合規(guī)范化要求，即：由中外文題名、目錄、中外文摘要、引言（前言）、正文、結論、謝辭、參考文獻和附錄組成，中文摘要在 400 漢字左右，外文摘要在 250 個實詞左右，中文題名字 數一般不超過 20 個，設計說明書、論文或軟件說明書的總字數在 1.5 2 萬漢字； （ 4） 完成英譯中資料一份； （ 5） 畢業(yè)設計必須按時按量在規(guī)定的地點認真完成。 4 畢業(yè)設計（論文）任務書 3、對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設計論文、 圖表、實物樣品等）： （ 1） 完成實習調研報告一份； （ 2） 完成開題報告一份； （ 3） 完成按本任務書第二項內容所述要求撰寫研究論文 一篇 ，篇幅不少于 2 萬字；。 （ 4） 完成英譯中資料一份， 不少于 5000 字符 。 4、主要參考文獻： 1 梁森 .開式數控回轉頭壓力機機身的有限元分析及 優(yōu)化 D:碩士學位論文 . 山東：山 東工業(yè)大學機械系， 2001. 2 雷小寶 .新型數字化壓力機的研制 D： 碩士學位論文 .合肥：合肥工業(yè)大學， 2007. 3 張祖芳 .開式壓力機機身的有限元分析及優(yōu)化設計 D:碩士學位論文 .南京：東 南大學， 2004. 4 周平 .新型壓力機機身有限元分析及優(yōu)化 D:碩士學位論文 .南京：南京理工大學，2007. 5 江克斌 , 屠義強 , 邵飛 .結構分析有限元原理及 ANSYS 實現 . 北京 : 國防工業(yè)出社 . 6 高耀東 , 郭嘉平 .ANSYS 機械工程應用 25 例 . 7 劉茜，董正身，基 于 ANSYS 的 C 型液壓機機身有限元分析，機械設計與制造， 2006，1001-3997 8 劉強，付文智，李明哲 .三梁四柱式多點成形壓力機機架結構有限元分析和優(yōu)化設計 .塑性工程學報 .2003,10(5) 9 傅志方，華宏星 .模態(tài)分析理論與應用 .上海 :上海交通大學出版社 ,2000 10 張洪武有限元分析與 CAE 技術基礎 M北京：清華大學出版社， 2004 11 傅永華有限元分析基礎 M武漢：武漢大學出版社 ,2003 8 12 侯曉望 , 童水光 . 基于有限元分析的液壓機結構優(yōu)化 J. 浙江大學學報 , 2005, 4: 46-48 13 尚曉江 , 邱峰 .ANSYS 結構有限元高級分析方法與范例應用，北京 :中國水利水電出版社 ,2008 14 王文玷，田保杰 科技論文寫作與發(fā)表 北京：國防工業(yè)出版社 . 15 尚曉江等 . ANSYS 結構有限元高級分析方法與范例應用 .中國水利水電出版社 .2006.1 16 章爭榮，孫友松等，開式數控回轉頭壓力機機身結構及其對剛度的影響，鍛壓機械，2001， 3 17 鐘志華，周彥偉 . 現代設計方法 .武漢理工大學出版社 .2001.8. 18 雷小燕 .有限元法 .中國鐵道出版社 .2000.10 19 龔曙光 .ANSYS 基礎應用及范例解析 .機械工 業(yè)出版社 .2003.1 5 畢業(yè)設計（論文）任務書 5、本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃 起止日期 工 作 內 容 第 1-2 周： 第 3-4 周： 第 5-7 周： 第 8-11 周： 第 12 13 周： 第 14-15 周： 收集閱讀與課題有關的中英文資料 15 篇； 翻譯英文資料 ； 畢業(yè)實習，并完成實習報告； 調查