钢丝缠绕型陶瓷压砖机主体机架的有限元分析与结构优化

摘要

陶瓷压砖机是陶瓷砖生产工业的特种设备，它基于陶瓷工艺技术，综合机械、液压、气动、电子和计算机等学科为一体，陶瓷压砖机大部分载荷都施加在主体机架上，因此对压砖机主体结构进行分析研究非常必要。预应力钢丝缠绕型机架是一种新型陶瓷压砖机机架，本文以某钢丝缠绕型陶瓷压砖机主体机架为研究对象，基于有限元法，结合三维CAD软件和有限元分析软件，对该主体机架进行实体建模、有限元建模、静力学分析、模态分析和结构优化，主要工作内容如下：
　　（1）根据钢丝缠绕型陶瓷压砖机主体机架二维图纸，应用Pro/Engineer软件，建立机架三维实体模型；
　　（2）将陶瓷压砖机机架实体模型导入HyperMesh软件进行有限元前处理，并完成陶瓷压砖机机架有限元建模；
　　（3）将陶瓷压砖机机架有限元模型导入ANSYS软件中，对机架进行静力学分析，得到了机架在预紧工况和加载工况下的应力和位移情况；
　　（4）利用ANSYS软件对陶瓷压砖机机架进行模态分析，得到了陶瓷压砖机机架的前十二阶固有频率和主振型，并对机架各主振型进行了分析；
　　（5）基于已有的陶瓷压砖机机架的有限元模型，应用OptiStruct软件对机架的下托板进行尺寸优化，减轻下托板的重量。
　　通过以上研究表明，该钢丝缠绕型陶瓷压砖机机架性能符合产品设计要求，此研究也为陶瓷压砖机的进一步设计提供了理论依据。

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主要符号说明

第一章 绪论

1.1 课题研究的背景、目的及意义

1.2 国内外陶瓷压砖机的发展与研究现状

1.3 本课题研究的主要内容及技术方案

第二章 钢丝缠绕型陶瓷压砖机有限元模型的建立

2.1 有限元法介绍

2.2 几何模型的建立

2.3 应用HyperMesh建立有限元模型

2.4 本章小结

第三章 陶瓷压砖机机架结构静力学分析

3.1 定义约束和施加载荷

3.2 定义载荷步选项并求解

3.3 结果后处理

3.4 本章小结

第四章 陶瓷压砖机机架模态分析

4.1 模态分析理论

4.2 机架的模态分析

4.3 模态分析小结

4.4 测试实验方案研究

第五章 下托板的尺寸优化

5.1 优化设计理论

5.2 优化设计模型的建立

5.3 优化结果后处理

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢