大型真空箱体的有限元分析及结构优化

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文（全日制工程硕士）题目大型真空箱体的有限元分析及结构优化（英文）FiniteElementAnalysisandStructuralOptimizationofLargeVacuumBox研究生学号:____10210218____________研究生姓名:__________瞿诚____________指导教师姓名、职务:___黄以平_________教授____申请学位门类:_______工程硕士_________学科、专业名称:_________机械工程______

2、_______提交论文日期:_________2012年9月___________论文答辩日期:_________2012年12月__________独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得桂林电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文

3、与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解桂林电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属桂林电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为桂林电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。本人签名：日

4、期：导师签名：日期：摘要摘要箱体是真空电子束焊机的主要工作部件之一，其上安装有各种高精度运动机构，这些机构的工作精度直接决定了电子束焊接的精度及质量，因此，有效地控制箱体的弹性变形量是保证电子束焊接精度的前提。目前真空箱体大多依靠以往的设计及使用经验进行设计，很少对其进行详细的变形、应力分析，使得箱体设计成型后，其结构强度有一定的未知量，不一定能够保证高安全系数。本文针对某型号真空电子束焊机箱体高真空状态下最恶劣工况点进行了静力学分析，并且根据分析结果对箱体结构进行了适当的优化。首先，建立起箱体的十节点四

5、面体单元有限元模型，通过分析箱体在工作状态下的应力分布及弹性变形分布，求出箱体实际的变形场和应力场；其次，用精密量具测量箱体实际变形量；再次，对比仿真数据与实测数据，得出仿真数据的准确度，确定计算机仿真数据能作为结构优化的理论依据；最后，依据计算机仿真数据对箱体进行结构优化，将有限元法理论应用到了工程实际中。通过对比ANSYS有限元分析计算结果与实测数据，验证结构的可靠性，推进箱体结构优化方案，为真空电子束焊机箱体的结构设计与装备制造提供了理论依据与技术支持，不仅使厂家能够掌握产品的确切可靠系数，并且增加

6、了企业运营效益，有利于进一步增强企业对市场的应变能力和竞争能力，同时也对其它相同类型大型真空设备箱体的改进具有较大的实用价值与理论意义。关键词：真空箱体；有限元分析；结构优化；ANSYSIAbstractAbstractTheboxofthevacuumelectronbeamweldingmachineisoneofthemainworkingcomponents,itisprovidedwithallkindsofhighprecisionmotionmechanism,theseinstitutio

7、nsworkprecisiondirectlydeterminesthequalityandaccuracyofelectronbeamwelding.Therefore,toeffectivelycontrolboxelasticdeformationamountistoensuretheaccuracyofelectronbeamwelding.Thevacuumboxismainlyrelyonthepreviousdesignandusingexperiencedesign,rarelyhasca

8、rriedonthedetaileddeformationandstressanalysis.Afterthedesignofthebox,thestructurestrengthofacertainunknownquantity,thereisnonecessarilytoensurehighsafetycoefficient.Thispaperisfocusingonatypeofvacuumelectronbeamwel