机床床身结构的有限元分析开题报告

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1、毕业设计开题报告课题名称：机床床身结构的有限元分析学生姓名：学号：201040114指导教师：讲师所在院(系)部：机械工程学院专业名称：机械设计制造及其自动化（机械设计）2008年03月24日说明1．根据南京工程学院《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确

2、、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名学号201040114专业机械设计制造及其自动化（机械设计）指导教师姓名职称讲师所在院(系)部机械工程学院课题来源校内基金课题类型工程应用课题名称机床床身结构的有限元分析毕业设计的内容和意义课题背景：近年

3、来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，三维软件建模技术及有限元分析技术在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，特别是有限元技术已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、国防军工、能源、铁道等各个研究领域的广泛应用使得工程师的设计水平发生了质的飞跃，这足以体现出了计算机应用技术的重要性。课题内容：1．提出：机床床身是机床的重要基础件，起着支撑工件和主轴箱、尾架等关键部件作用。它的动态特性和静态特性直接影响机床的加工精度和工件的表面粗糙度，关系到机床是否能安全可靠的

4、工作及整机的使用寿命。因此必须了解床身结构本身具有的刚度特性和动态特性，以避免在使用中因设计不合理而造成不必要的损失。2．解决方法：在过去，由于缺少有效的分析计算方法，使得机械结构的特性分析及结构的优化过于烦琐，而且十分耗时，但随着计算机辅助工程（CAE）的高速发展，各种优化算法的发展和完善，机械结构设计的效率及机械的性能都得到了很好的解决。其中有限元法应用广泛，它的核心思想是结构的离散化，就是将实际结构假想地离散为有限数目的规则单元组合体，实际结构的物理性能可以通过对离散体进行分析，得出满足工程精度的近似结果来替代对实际结构的分析，这样可以解决很多实际工程需

5、要解决而理论分析又无法解决的复杂问题。3．设计内容：机床床身结构的有限元分析包括静刚度分析、模态分析，及结构的优化，其中静刚度分析主要是研究机床床身在固定载荷的作用下的变形及应力状况，这对掌握机床的机械特性大有帮助；其次，床身结构的动态特性是影响机床产品性能的关键因素之一，而研究其动态特性的方法主要是进行模态分析，主要内容是确定机床床身的震动特性既固有频率和主振型，它们是承受动载荷的重要参数；最后是对机床床身进行结构优化，根据上面的分析所得的结果进行优化，尽量减轻重量，优化受力状态及振动形态。课题的意义：通过对机床床身的有限元分析，可以分析受载变形过程，寻求其

6、结构的薄弱环节，模拟其振动或热变形等等。有限元分析作为设计阶段不可缺少的工具，它的应用影响着产品尺寸，重量，成本及性能[1]。文献综述国内外研究现状：近年来有限元分析软件在机械产品的开发过程中应用越来越广泛，加快新产品的开发速度，保证了新产品的顺利投产。我国机床工业至今仍与国外存在着技术上的差距，不少国外机床在样本中标明他们的床身、立柱等基础件经过了有限元分析，因而具有优异的动、静刚度、热变形等性能，但我国的机床样本中还未见过类似例子。不过我国高校、研究所等单位已经拥有了这方面的技术资源。在这方面，东南大学的倪晓宇、易红等利用了有限元法对机床床身进行了静、动态

7、分析，并使用渐进结构优化算法对床身结构进行基于基频约束的拓扑优化，为ESO方法在机床大件结构拓扑优化中的应用做了有益的尝试；常州工学院的尹飞鸿，何亚峰对XH751型机床床身结构进行了有限元模态、静态和谐响应分析，得出了该床身的动静态性能参数；内蒙古工业大学的杨明亚等运用了有限元分析软件对机床床身进行了模态分析，得出了床身前五阶固有频率和振型，了解了床身部件的各阶振动模态的特点。这些工作对于支持并加快提升企业的自主技术创新能力具有一定的意义。文献资料：1.伍建国,陈新.内圆磨床床身结构的动态分析与优化设计[J].精密制造与自动化，2002,(2):25-272.

8、陈文锋,毛汉领.MXBS-1320型高