三人行图纸

　　　近年来制造业成为国家大力支持和发展的行业，机床工业是制造业的基础与关键。然而，有限元分析技术的应用，对于缩短产品开发周期，提高产品质量，降低制造成本，增强企业竞争力具有重要意义。本文以闭式压力机机身为研究对象，利用有限元分析软件ANSYS 作为分析工具，进行有限元静态、模态分析，并根据分析结果进行机身结构改进设计研究。本文对闭式压力机机身结构进行受力分析，采用均布载荷的方法对机身进行加载，将地脚螺栓加以全约束，然后进行计算处理，对机身的变形大小和应力分布进行分析，从而定量确定机身的薄弱环节，并用有限元方法计算了机身的角变形。 由于各项参数都有富余，所以根据分析结果， 提出三种改进方案以减少机身材料。 运用ANSYS Workbench进行模态分析，分析其固有频率以及对应的振型。了解该压力机的模态特征和动态特征，为结构的设计和改进提供了理论依据。最后对论文的研究内容进行了总结和展望。 关键词：闭式压力机，有限元，静态分析，改进设计，模态分析 目 录 中文摘要 II Abstract III 第一章 绪论 1 1.1引言 1 1.2压力机的国内外发展状况 1 1.3课题研究背景和来源 3 1.4课题研究内容 3 第二章 研究方法及研究工具介绍 4 2.1 有限元法 4 2.1.1 有限元研究方法 4 2.1.2 有限元的基本思想 4 2.1.3有限元的优点 5 2.1.4 有限元应用的种类 5 2.1.5有限元软件的分析步骤 5 2.2三维实体建模软件Solidworks简介 6 2.3 ANSYS模态功能介绍 6 2.4有限元分析软件ANSYS Workbench简介 7 第三章 压力机机身的静态分析 8 3.1 机身简介 8 3.2机身有限元分析 9 3.2.1制定方案 9 3.3有限元模型的建立 9 3.3.1单元类型的选择 10 3.3.2单元网格的划分 10 3.3.3边界条件的施加 11 3.3.4 边界约束条件 11 3.3.5材料特性的施加 12 3.4 计算结果分析 12 3.4.1机身的应力应变要求 12 3.4.2 应力图形显示 13 3.4.3整体变形图 14 3.4.4局部变形图 17 3.4.5 X，Y，Z方向最大变形量的对比 18 3.4.6机身角变形与角刚度计算 18 第四章 机身结构的改进设计 20 4.1优化方案一 20 4.1.1 应力图显示 20 4.1.2整体变形图显示 21 4.1.3 喉口变形图显示 23 4.1.4 X，Y，Z方向最大变形量的对比 25 4.1.5角变形与角刚度 25 4.2优化方案二 26 4.2.1 应力图显示 26 4.2.2 整体变形图 27 4.2.3 喉口变形图 28 4.2.4 X，Y，Z方向最大变形量的对比 30 4.2.5 角变形与角刚度 30 4.3优化方案三 31 4.3.1应力图显示 31 4.3.2 整体变形图显示 32 4.3.3 喉口变形图显示 33 4.3.4 X，Y，Z方向最大变形量的对比 35 4.3.5 角变形与角刚度 35 4.4 选择最佳优化方案 36 第五章 机身的模态分析 37 5.1 模态分析概念 37 5.2 模态分析的原理 37 5.3 改进机身的自由模态分析 38 5.4 无约束模态下的振型描述 41 第六章 总结与展望 42 6.1 总结 42 6.2 展望 42 致 谢 43 参考文献 44

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