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螺旋铣孔虚拟样机设计与优化

作 者: 滑松
导 师: 秦旭达
学 校: 天津大学
专 业: 机械制造及其自动化
关键词: 虚拟样机 螺旋铣孔 难加工材料 优化
分类号: TG54
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
下 载: 72次
引 用: 3次
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内容摘要


在飞机装配过程中,钛合金与复合材料有大量的孔需要加工,有多处需要用铆接或螺栓对复合材料和钛合金进行一体化连接。螺旋铣孔工艺是近几年兴起的针对钛合金、复合材料等难加工材料新型制孔工艺。本文是基于虚拟样机技术对螺旋铣孔装备进行研究。主要研究内容如下:本文在深入研究螺旋铣孔加工工艺基础上,以螺旋铣孔切削规律为理论指导,对螺旋铣孔工艺的实现机构进行概念设计、原理设计、机构设计,基于对螺旋铣孔运动特性的深刻认识,创新地提出了实现螺旋铣孔工艺的机构,并把机构进行了功能分解。在对机构可行性分析的基础上,完成机构三维实体建模。试验测得载荷,对虚拟样机静力学有限元分析和动力学有限元分析提供了依据。根据载荷对样机整体和关键部件进行应力、应变分析和验证。对虚拟样机的关键部件进行模态分析与谐响应分析,给出避免共振的加工参数范围。根据静力学分析、动力学分析、仿真分析的结果,对模型进行必要修正,使其具有最佳的性能。并对优化后的样机进行虚拟装配,以检验产品的可装配性,使装配过程可视化,验证装配设计和操作的正确性。本文对螺旋铣孔虚拟样机进行深入研究,并对整机和关键部件进行了有限元验证,为后续物理样机的制造提供重要理论支持,为今后虚拟样机开发产品提供了参考。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-14
  1.1 课题的来源  7
  1.2 课题的背景和意义  7-9
  1.3 虚拟样机技术  9-10
  1.4 螺旋铣孔工艺和装备的研究现状  10-12
    1.4.1 螺旋铣孔工艺研究现状  10-11
    1.4.2 螺旋铣孔装备的研究现状  11-12
  1.5 主要章节内容和结构  12-14
第二章 机构设计  14-27
  2.1 螺旋铣孔工艺运动特性与设计参数  14-16
  2.2 螺旋铣孔机构设计  16-23
    2.2.1 自转机构  16-19
    2.2.2 公转机构  19-20
    2.2.3 偏移机构  20-23
  2.3 螺旋铣孔数字模型  23-26
  2.4 本章小结  26-27
第三章 虚拟样机的有限元分析  27-40
  3.1 虚拟样机的静力学分析  27-32
    3.1.1 有限元模型  28-29
    3.1.2 施加载荷和约束,并划分网格  29-31
    3.1.3 输出结果  31-32
  3.2 虚拟样机的动力学分析  32-39
    3.2.1 虚拟样机的振动分析  32-34
    3.2.2 虚拟样机的模态分析  34-36
    3.2.3 虚拟样机的响应分析  36-39
  3.3 本章小结  39-40
第四章 优化与仿真  40-47
  4.1 优化设计  40-45
    4.1.1 优化设计理论  40-41
    4.1.2 优化模型分析  41-45
  4.2 虚拟装配  45-46
  4.3 本章小结  46-47
第五章 结论与展望  47-49
  5.1 全文总结  47-48
  5.2 展望  48-49
参考文献  49-51
发表论文和参加科研情况说明  51-52
致谢  52

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 铣削加工及铣床
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