机械毕业设计112630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计

本科生毕业论文

毕业论文题目630t立式冷挤压机有限元分析与改进设计学生姓名

专业机械设计制造及其自动化

班级

指导教师

完成日期2014年6月2日

摘要

本文主要是通过有限元分析软件ANSYS对630t立式冷挤压机机身进行静态分析，并根据静态分析结果分析应力分布和变形情况，来进行结构优化设计。在对630t立式冷挤压机机身结构进行受力分析时，将机身底面四个脚采用固定约束方法限制其6个自由度，并在加载区施加均布载荷，然后计算结果，分析机身整体应力云图和垂直Z向整体变形图，找到机身应力集中区和薄弱环节，提出改进方案。

根据计算结果发现，床身整体应力不大，说明强度足够，但是机床垂直方向变形量较大，导致加工精度较差。所以需要研究如何在降低机床变形量，提高加工精度的条件下，同时减少材料以降低成本。针对该机身结构存在的问题，本文提出了十种优化方案，并把每个方案分别建模，导入有限元软件ANSYS，分析其强度和刚度，然后分析比较每个方案的计算结果，最终获得最优的改进方案。该方案不仅可以明显提高机身的刚度，达到了机床加工精度的使用要求，还减轻了床身的质量，降低了生产成本。

关键词 630t冷挤压压力机，有限元，静态分析，改进设计。

Abstract

T his article is for 630t Vertical cold extrusion machine body static analysis by finite element analysis software ANSYS and static analysis based on the results of the stress distribution and deformation analysis , to improve , compare and choose the best solution . When cold extrusion machine to 630t Vertical fuselage structure is analyzed, the underside of the fuselage four feet fixed constraint method to limit its six degrees of freedoms, and impose uniform load in the load area, and then calculate the results, analysis Z stress cloud and down to the deformation maps, find body stress concentration zone and weaknesses, to improve the program.

According to the results, it was found that the strength parameters is surplus , but the amount of deformation is large, the precision is not enough, so the next step is to ensure the accuracy in the conditions to minimize the material in order to reduce costs. The fuselage structure for the problem, this paper presents an optimization program ten, and the modeling of each program separately, importing finite element software ANSYS, static analysis of its strength and stiffness, and comparative analysis of the results of each program, eventually find the optimal improvement program, not only improves the precision of the body, reaching the machine requirements, but also reduce the mass and reduce the cost.

Key words closed press, finite element method, static analysis, improvement designs

目录

摘要....................................................... I Abstract .................................................. II 第一章绪论 (1)

1.1 本课题研究概况 (1)

1.2 研究背景和来源 (1)

1.3 冷挤压压力机研究现状 (2)

1.4 研究目的及意义 (2)

1.5 主要研究内容 (4)

第二章机身结构的静态分析 (5)

2.1 ANSYS软件简介 (5)

2.1.1 ANSYS介绍 (5)

2.1.2 ANSYS的主要技术特点 (6)

2.1.3 ANSYS 有限元求解的基本步骤 (7)

2.2 机身简介 (7)

2.2.1建立有限元模型 (9)

2.2.2单元类型的选择 (9)

2.2.3 网格划分 (10)

2.2.4 边界条件 (11)

2.2.5 材料特性 (12)

2.3 计算结果分析 (12)

2.3.1 机身的应力应变要求 (12)

2.3.2 原始模型整体应力图 (13)

2.3.3 原始模型整体变形图..................... 错误！未定义书签。4 第三章机身结构的改进设计. (15)

3.1 改进方案一 (15)