畢業(yè)設計開題報告范例

　　畢業(yè)設計的內容和意義

　　課題背景：(標題按小四黑體)

　　隨著全球經濟一體化的形成，整個機床行業(yè)的市場競爭必將愈演愈烈。目前，國內機床產品的技術水平還相對落后，就設計方法而言，尚處于經驗、靜態(tài)和類比的傳統(tǒng)設計階段，對動力學模擬和結構動態(tài)特性考慮得不多，動態(tài)優(yōu)化軟件使用率也相對較低。新產品開發(fā)缺少結構動力學建模和優(yōu)化的動態(tài)設計方法，就很難提高機床質量和生產效率【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)還沒有先進的設計制造手段作為技術支撐，仍然抱著傳統(tǒng)的設計方法不放，那么靠什么與對手進行競爭?如何在國外高檔機床大舉進攻中國市場的嚴峻形勢下，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，高檔機床的設計制造是戰(zhàn)略行業(yè)，中國不能在這種行業(yè)上受制于人，必須加快先進動態(tài)設計技術向具體產品開發(fā)的應用轉移。東南大學、天津大學和昆明理工大學等高校在這方面己進行了研究，取得了一定的成果【2】。為此，本畢業(yè)設計以MK2110數(shù)控磨床的數(shù)學模型為基礎，著重對磨床的動力學和床身的結構優(yōu)化設計進行了細致的研究。(小四宋體)

　　課題內容：

　　1.提出：對于高速磨床來說，磨削精度是影響磨削質量的關鍵因數(shù)，而電主軸芯在磨削過程中的運動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(tǒng)的剛性體來模擬電主軸芯的運動難以精確地模擬實際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對電主軸芯進行動

　　力學分析。磨床床身是磨床的重要基礎件，起著支撐工件、工作臺、床頭箱和內圓磨削裝置關鍵部件的作用。它的動態(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態(tài)特性，對其進行優(yōu)化設計，以提高磨床整體的動靜態(tài)性能。

　　2.解決方法：虛擬樣機技術是在設計階段就對設計的產品進行性能測試，從而使生產出來的產品最大可能的滿足設計目標。通過運用ADAMS軟件對剛性體和柔性體模型整體進行動力學仿真【3】。運用有限元ANSYS軟件對床身進行靜剛度分析和模態(tài)分析，通過改變床身內部筋板布局對其進行結構優(yōu)化。有限元(Finite Element Analysis)的核心思想是結構的離散化，就是將實際結構假想地離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實際結構的物理性能可以通過對離散體進行分析，得出滿足工程精度的近似結果來替代對實際結構的分析【4】。

　　3.設計內容：針對該磨床進行力學分析，應用動力學分析軟件ADAMS進行工作狀態(tài)下運動學與動力學模擬分析，并應用有限元軟件ANSYS進行靜剛度分析、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，床身結構的動態(tài)特性是影響磨床產品性能的關鍵因素之一，而研究其動態(tài)特性的方法主要是進行模態(tài)分析，主要內容是確定磨床床身的震動特性既固有頻率和主振型，它們是承受動載荷的重要參數(shù);最后是通過改變磨床床身內部筋板布局，分析各布局的動靜態(tài)特性，進行結構優(yōu)化。

　　課題意義：

　　建立一個真正反映結構系統(tǒng)動態(tài)特性的磨床動力學模型，僅僅是進行結構動態(tài)優(yōu)化設計的先決條件，而不是最終的目的。動態(tài)設計的最終目的，是利用系統(tǒng)的動力學模型以期獲得一個具有良好的靜、動態(tài)性能機床結構產品設計方案。通過對磨床進行力學分析，應用動力學分析軟件ADAMS進行工作狀態(tài)下運動學與動力學模擬分析，通過虛擬試驗和測試，在產品開發(fā)階段就可以幫助設計者發(fā)現(xiàn)設計缺陷，并提出改進方案。應用有限元分析ANSYS，對床身進行靜力學分析和模態(tài)分析，可以通過變形云圖，查看結構的薄弱環(huán)節(jié)以及結構固有頻率，通過對薄弱環(huán)節(jié)的分析，提出解決方案，優(yōu)化結構。

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