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CAE技术在渠道坡面铣坡机中的应用

作　者: 张剑伟
导　师: 王金刚
学　校: 河北工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 渠道坡面铣坡机机架有限元分析结构优化
分类号: TV53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

以渠道坡面铣坡机的机架为研究对象，采用HyperMesh建立了该机架有限元模型，对其结构进行了静力学和动力学有限元分析。通过对机架静载荷和动载荷分析，确定了其分析计算时的工作情况和方案，在此基础上，计算出铣坡机机架在受载荷时的应力场和位移场的分布。其次，对该机架动力学特性进行了分析研究，计算出铣坡机机架的模态参数（频率和振型）。最后，采用基于有限元方法的尺寸优化技术对铣坡机机架结构尺寸进行了优化研究，获得了机架更好的静、动力学特性，为渠道坡面铣坡机的改进设计提供理论依据。研究结果表明，该渠道坡面铣坡机的机架强度满足设计要求，模态分析表明机架整体动态特性也符合设计要求。同时，经过结构优化后，机架的静、动力学特性的各项指标都有不同程度的提高。将现代CAE技术应用到渠道坡面铣坡机设计中，将丰富和发展大型渠道坡面机械设计方法，对提高南水北调工程建设质量具有积极的意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-13
  §1.1 课题研究的背景  8
  §1.2 课题研究的目的及意义  8-9
  §1.3 有限元法发展状况  9-10
  §1.4 渠道机械化衬砌设备发展现状  10-12
  §1.5 本文研究的主要内容  12-13
第二章渠道坡面铣坡机机架有限元模型建立  13-31
  §2.1 渠道坡面铣坡机结构  13-18
  §2.2 有限元法的基本理论与方法  18-22
    2.2.1 有限元法的基本理论  18-19
    2.2.2 有限元法的一般方法  19-22
  §2.3 HyperWorks软件介绍  22-23
  §2.4 有限元模型的建立  23-30
    2.4.1 机架模型的几何处理  23-24
    2.4.2 几何模型中性面的抽取  24
    2.4.3 网格划分及质量控制  24-25
    2.4.4 材料属性建立  25-26
    2.4.5 边界条件的确定  26-27
    2.4.6 结构载荷工况的处理  27-29
    2.4.7 有限元模型生成  29-30
  §2.5 本章小结  30-31
第三章渠道坡面铣坡机机架结构分析  31-37
  §3.1 结构分析概述  31
  §3.2 机架在自重情况下的强度和刚度分析  31-33
  §3.3 机架受到集中载荷情况下的强度和刚度分析  33-36
  §3.4 本章小结  36-37
第四章渠道坡面铣坡机机架模态分析  37-44
  §4.1 概述  37-38
  §4.2 模态分析理论基础  38-39
  §4.3 模态分析有限元模型的建立  39-40
  §4.4 模态计算及结果分析  40-43
  §4.5 本章小结  43-44
第五章渠道坡面铣坡机机架的优化设计  44-56
  §5.1 结构优化简介  44-45
  §5.2 尺寸优化的理论基础  45-48
  §5.3 机架的尺寸优化  48-50
    5.3.1 尺寸优化初始模型的建立  48
    5.3.2 尺寸优化参数设定  48-50
    5.3.3 优化结果  50
  §5.4 机架尺寸优化后的结构分析  50-55
    5.4.1 修改后机架的有限元模型  50-51
    5.4.2 机架的静力学分析  51-52
    5.4.3 机架的模态分析  52-55
  §5.5 优化前后机架特性参数对比分析  55
  §5.6 本章小结  55-56
第六章结论与展望  56-58
  §6.1 结论  56-57
  §6.2 展望  57-58
参考文献  58-60
致谢  60

CAE技术在渠道坡面铣坡机中的应用

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