MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告

学生姓名：

专业：

设计（论文）题目： MT200压力机机身结构有限元分析及改进设计指导老师：

2014年3 月20 日

毕业设计（论文）开题报告

1、结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：

文献综述

1.1 压力机的国内外发展现况

随着机电一体化和数控技术的飞速进步，伺服驱动系统在制造业中得到了广泛应用。但是与，与金属切削机床相比，锻压机械的伺服化、数字化的开发落后了数十年[21]。上世纪90年代，在日、欧洲等工业发达国家兴起了交流伺服机直接驱动压力机的研究和开发，这种伺服压力机与传统机械压力机相比，具有结构简单丶生产效率高、产品质量好、滑块运动柔性好、降噪节能显著等优点。这类压力机在日本进入普及期，随着其在汽车零件、电子零件等高精度、难成行加工领域中的应用和其优良的节能性么，已经显示了其他压力机所无可比拟的优越性，成为世界冲压技及装备发展的主要潮流之一[1]。

日本在伺服压力机的研究、生产及商品化等方面处于国际领先水平，掌握了伺服压力机的设计和制造技术。日本komstsu公司在伺服压力机的研发上目前已经出现了三代不同的产品，第一代是1998年发明的HCP3000，第二代是2001年问世的H2F、H4F，第三代是2002年H1F系列[2]。2005年日本网野公司开发出世界上最大的大型伺服压力机，目前公司根据各种生产需求，研发出了机械连杆伺服压力机、曲柄多连杆伺服压力机、液压式伺服压力机等多种类型的伺服压力机[3]。2007年德国SCHULER公司推出了2500-3600KN系列产品。2010年舒勒推出了新一代伺服驱动机械压力机。

自上世纪八十年代以来，我国的一些企业先后引进了日本小松制作所得机械压力机、德国埃尔福特公司的机械多连杆压力机、德国舒勒公司的告诉精密压力机等多种压力机产品技术，是我国冲压装备在结构、精度、技术性能方面有很大提高[24]。2007年10月济南二机床研制出我国第一台大型伺服压力机。台湾金丰企业开发了CM1型伺服压力机。2007年广州锻压机床厂和华南理工大学联合设计制造的CDKS系类肘杆伺服压力机。齐二机床近年先后引进了瑞典APT研配试冲液压机技术，与上海交通大学合

作成功研制了伺服压力机技术。2008年两者又采用沉余容错技术联合开发成功了2000KN对称肘杆伺服压力机，打破了国外大型伺服电机对中国市场的垄断，发挥了巨大的经济价值。

随着我国制造业的不断发展，我国已经能生产出最大下压能力为50000KN的单动压力机和最大下压能力为20000KN的双动压力机以及最大下压能力为20000KN的多连杆单动压力机[22]。虽然近几年国内伺服压力机已经有了很大的发展，但在有些关键技术上和国外还是有很大的差距。为了提高了我国大型伺服压力机的研发水平，必须走自主创新之路，开着具有我国自主知识产权的、符合中国发展条件的大型伺服压力机研制工作。

1.2有限元的发展及现状

有限元法是根据变分原理求解数学、物理学问题的一种数值方法，是当前各行业通用的重要的计算方法[23]。它是20世纪50年代末60年代初兴起的应用教学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。有限元发展至今，已由二维问题扩展到三维问题、板壳问题，由静力学问题扩展到动力学问题、稳定性问题，由结构力学扩展到流体，力学、电磁学、传热学等学科，由线性问题扩展到非线性问题，由弹性材料扩展到弹塑性。塑性、黏塑性和复合材料，从航空技术领域扩展到航天、土木建筑、机械制造、水利工程、造船、电子技术及原子能等。由单一物理场的求解扩展到多物理场的耦合，其应用的深度和广度都得到了极大地拓展[4]。

有限元方法是目前解决科学和工程问题最有效的数值方法。有限元法具有极大地通用性和灵活性；对同一种问题的有限元法，可以编制出通用的程序，应用计算机进行计算；只要适当加密单元的网格，就可以达到工程要求的精度；有限元法采用矩阵形式的表达，便于编程序，可以充分利用高速电子计算机所提供的方便[5]。但是在求解一些特殊问题，特别是间断问题时，有限元方法存在着某些固有的缺陷。针对有限元方法的不足，1999年，美国西北大学的Belytschko研究组提出课一种用于处理间断问题的修正的有限元方法-扩展有限元法，并增加了对不连续边界的描述[6]。

作为建设国家新一代青年，不仅需要懂得工程专业知识、有限元分析知识，还需要懂得计算机软件设计知识，才能主动应用现代工程设计方法来解决工程中遇到的各种力学问题。

1.3ANSYS软件介绍

ANSYS是一款以有限元分析为基础的大型通用CAE软件，是现代产品设计中的高级CAD工具之一[7]。ANSYS软件具有多种有限元分析的能力，一个典型的ANSYS分析过程可分为以下三个步骤[8]：①创建有限元模型。包括创建或读入几何模型；定义材料属性；划分单元（节点及单元）；②施加载荷进行求解。包括施加载荷及边界条件；求解；③查看结果。包括查看分析结果；检验分析是否正确。压力机的可靠性、安全性、加工精度和使用寿命等是机床结构设计和机床运行应考虑的主要问题，基于此，利用solidworks和ANSYS软件对压力机进行静态分析、模态分析和谐响应应分析，通过分析得出压力机的静刚度、前六阶振型及固有频率，为评价压力机的动静态特性以及后面的设计改造提供了实验数据，为这种类型的压力机设计改进提供了参考。

该平台为图像检测装备领域提供了新的软件架构，能有效的整合图像算法工具、工作流机制以及现场使用需求。和目前国内国外该领域其他的软件工具相比，具有突出的优点[9]：1）友好的客户端界面设计，流程图话的操作设计，可以使得最终用户不用直接使用代码或者命令行等其他方式的编码，而且也不用熟悉图像处理的原理，只需要考虑工作流程即可，从而提高可工作效率，减少了用户的负担；2）使用工作流机制使得底层图像处理算法和可视化流程图之间的数据传递更加有效便捷；3）平台可扩展性好，可以集成和扩展多种图像处理算法工具，减少二次开发的时间。4）工作流实时返回处理的实时数据，可以对处理过程的每一个环节实时监控。

参考文献：

[1] 金风明.窦志平.韩新民.伺服压力机在我国的发展现状[J].机电产品开发与创新.2012.1.

[2] 谢鹏.简述伺服压力驱动压力机的发展[J].科技创新与应用.2013.

[3] 吕言.周建国.阮澎.最新伺服压力机的开发以及今后的动向[J].综述.2010.1.

[4] 陈锡栋.杨婕.赵晓栋.范细秋.有限元的发展现状及应用[J].中国制造业信息化.2010.6.

[5] 张晋红.吴风林.有限元法及其应用现状[J].综述.2007.04.

[6] 郭历伦.陈忠富.罗景润.陈刚.扩展有限元方法及应用综述[J].力学季刊.2011.12.

[7] 谷俊斌.贾宏玉.ANSYS软件在工程力学专业教学中的应用[J].中国冶金教育.2013(4).

[8] 王亚利.ANSYS软件在机械结构中分析中的应用.[M].

[9] 樊炳辉.焦浩.贾娜.基于ANSYS WorkBench的排爆机器人机械手静力学分析[J].制造业自动化.2014.02.