ansys毕业论文

摘要在能源问题日益突出的背景下，节能减排刻不容缓，而在铁路运输领域，随着市场对于运输装载量的需求不断的增加，需要降低各种铁路机械工具的自重，降低材料成本，提高作业的工作效率和安全性。与此同时铁路的运输受到钢轨承载力的限制，又为了实现材料的最大化的利用率，降低对于材料的浪费，对于铁路作业机械的各个零件安全性验证及轻量化设计显得至关重要。由于传统设计对于工程机械的铰接座很少重视，只要达到要求就行，我们无法具体的了解它在满足各种要求的前提下，所需最少材料和最轻的重量的一个极值。除此之外铰接座的设计受到一些条件的限制，计算繁琐并且不可靠，所以在投产之后，有的铰接座并未处在最理想的状态下，往往为了达到过于安全的性能，不惜使用大量的材料，由于铰接座的使用在很多地方可看到，因此的它的数量相当的巨大，造成材料的严重浪费，有时更容易产生共振造成各种各样的问题。如何在确保安全的前提下，设计和制造性价比最高的铰接座，是一个值得深入研究的问题。采用拓扑优化对铰接座进行研究和设计不失为一条有实效的技术途径。通过建立铰接座的结够的有限元模型，研究和分析其特性，进而对其的结构的设计优化再设计，使其满足要求的前提获得最优的结果。因此对于铰接座的拓扑优化，有针对性的应用于产品的设计优化阶段，增加产品的实用性，减少设计周期，降低成本，提高性价比，具有重要的现实意义。铰接座使用的特点是频繁的受各种机构的启动、加速、减速、制动，对铰接座的产生不停的冲击和振动。铰接座的静态和模态特性对整体的影响很大，主要影响重视结构的动强度、动刚度、传动机构的运动精度等等。本论文选取D0932捣鼓车提轨装置中的铰接座研究对象，在满足铰接座设计要求以力学和有限元法为理论基础和分析手段，运用有限元分析软件ANSYS建立了铰接座的有限元模型进行拓扑优化。其中拓扑优化应用ANSYS软件对满载铰接座进行了静力分析，对铰接座结构进行了模态分析，以最大应力强度和变形量为目标函数；对铰接座结构的强度和静刚度、尺寸、重量进行了校核，得到它的最优拓扑优化设计模型。关键词:铰接座；有限元法；静力分析；拓扑优化ABSTRACTInthecontextofenergyisbecomingincreasinglyprominent,energysavingandemissionreductionwithoutdelay,andinthefieldofrailtransport,withtheincreasingmarketdemandfortransportingload,youneedtoreducetheweightofvariousrailwaymachinetools,reducedmaterialcosts,improveoperationalefficiencyandsafety.Meanwhilerailcapacityconstraintsonrailwaytransport,inordertomaximizematerialutilizationandreducematerialwaste,safetymechanicalpartsforrailwayoperations,validationandlightweightdesigniscrucial.Duetotraditionalhingeddesignforconstructionmachineryrarelypayattentionto,andjustmeettherequirementsontheline,wecan'tunderstanditinthepremiseofmeetingthevariousrequirements,minimumrequiredmaterialandthelightestweightofanextremum.Besideshingedseatofdesignbysomeconditionsoflimit,calculationcumbersomeandnotreliable,soinproductionzhihou,somehingedseatdoesnotinmostidealofStateXia,oftentoreachedtoosecurityofperformance,atusinglargeofmaterial,duetohingedseatofusinginmanyplacecansee,soofitofnumberquiteofhuge,causedmaterialofseriouswaste,sometimesmoreeasyproducedresonancecausedvariousofproblem.Onthepremiseofensuringsecurity,designsandmanufacturesthemostcost-effectivehingedseat,isaquestionworthyoffurtherstudy.Articulatedresearchanddesignusingtopologyoptimizationisapragmaticapproach.Byestablishingahingedseatwithenoughofthefiniteelementmodels,researchandanalysisofitscharacteristics,thenitsstructuraldesignandoptimizationofdesign,tomeetarequiredprerequisiteforoptimalresults.Topologyoptimizationforhingedseat,targetedtoproductdesignoptimization,increasingproductavailability,reducedesigncycles,lowercosts,improveperformance,andisofgreatpracticalsignificance.Hingedseatusedbythevariousbodiesarecharacterizedbyfrequentstarting,acceleration,deceleration,braking,hingedonconstantshockandvibration.Hingedseatofstaticandmodalcharacteristicshadagreatinfluenceontheoverall,mainemphasisonstructuraldynamicstrengthanddynamicrigidity,transmissionofmotionaccuracyandsoon.ThispaperarticulatedinaD0932drumtrackdeviceobjectofstudy,meetingarticulateddesignrequirementsformechanicsandfiniteelementmethodbasedonthetheoryandanalyticaltools,hingedseatisestablishedbyfiniteelementanalysissoftwareANSYStopologyoptimizationoffiniteelementmodels.WhichtopologyoptimizationapplicationANSYSsoftwareonfullhingedseatforhasstaticanalysis,getcarframestructureofhostedstresssizeanddistributionstatus;onhingedseatstructureforhasdiestateanalysis,obtainedsystemQiansixorderinherentfrequencyandvibrationtype,tomaximumstressstrengthanddeformationvolumefortargetfunction;onhingedseatstructureofstrengthstatic,andmovingstiffness,andsize,andweightforhascheck,getitofoptimaltopologyoptimizationdesignmodel.Keywords:articulatedTowerFEM;staticanalysis,topologicaloptimization目录摘要........................................................................................................................................1ABSTRACT...........................................................................................................................2第一章绪论............................................................................................................................51.1课题研究目的和意义..............................................................................................51.2铰接座简介和结构形式..........................................................................................61.2.1铰接座的简介................................................................错误!未定义书签。1.2.2铰接座的结构形式........................................................错误!未定义书签。1.3国内研究状况..........................................................................................................61.4目前存在的问题及未来研究方向..........................................................................71.4.1存在的问题....................................................................................................71.4.2未来研究方向................................................................................................81.5本文的主要研究工作..............................................................错误!未定义书签。第二章ANSYS有限元基本理论.......................................................错误!未定义书签。2.1ANSYS有限元分析理论......................