基于有限元方法对c6140机床主轴的分析毕业设计论文(编辑修改稿)

基于有限元方法对c6140机床主轴的分析毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

24 C6140 机床主轴简化受力模型 错误 !未定义书签。 机床主轴的计算转速和计算转速下的受力参数 错误 !未定义书签。 C6140 机床的计算转速 错误 !未定义书签。 计算转速下的受力参数计算 错误 !未定义书签。 第四章 基于有限元软件对主轴的分析 错误 !未定义书签。 基本概念 错误 !未定义书签。 有限元方法分析步骤 错误 !未定义书签。 有限元模型 错误 !未定义书签。 网格划分 错误 !未定义书签。 C6140 机床主轴 有限元分析的前置处理 错误 !未定义书签。 约束和受力添加 错误 !未定义书签。 机床主轴有限元分析后置处理 错误 !未定义书签。 机床主轴的变形位移图 错误 !未定义书签。 机床主轴的应力图 错误 !未定义书签。 ANSYS 中的模态分析 错误 !未定义书签。 C6140 机床主轴的模态分析 错误 !未定义书签。 本科毕业论文 VIII 提高 C6140 机床主轴动态特性的措施 错误 !未定义书签。 总 结 错误 !未定义书签。 参考文献 错误 !未定义书签。 目 录 IX 前 言 1 前 言 目前工程中以广泛使用计算机辅助工程软件（ CAE），商业化的 CAE软件技术种类有很多，其中包括有限元法 (FEM,即 Finite Element Method),边界元法 (BEM,即 Boundary Element Method)，有限差法 (FDM,即 Finite Difference Element Method)等。 每一种方法各有其应用的领域，而其中有限元法应用的领域越来越广，现已应用于结构力学、结构动力学、热力学、流体力学、电路学、 电磁学等。 ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。 因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 ANSYS 软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。 前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及 多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。 软件提供了 100 种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。 该软件有多种不同版本，可以运行在从个人机到大型机的多种计算机设备上，如 PC， SGI， HP， SUN， DEC， IBM， CRAY 等。 正因为该软件方便的操作性和计算结果的准确性，所以得到了很大的使用和推广。 特别是在机床的设计中，各大公司普遍才用 ANSYS 软件来对机床的静态：如应力、应变等，动态：如固有频率、谐响应等，以及热量传递等做分析。 本科毕业论文 2 在本设计中我通过运用 PRO/E 来建立 C6140 机床主轴的三维模型。 再通过通用数据传输格式（ IGES）将此模型导入 ANSYS 软件，合理设置各个分析参数来对其经行整体受力分析。 最终得到了各项数据。 第一章 分析方法和研究对象 3 第 一 章 分析方法和研究对象 ANSYS 简介 ANSYS 由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国 ANSYS 开发，它能与多数 CAD 软件接口，实现数据的共享和交换，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－ DEAS, AutoCAD 等， 是现代产品设计中的高级 CAE工具之一。 ANSYS 的主要应用领域 ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。 因此它可应用于以下工业领域： 航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。 ANSYS 操作界面 图 11 ANSYS 操作界面 本科毕业论文 4 ANSYS 操作界面 如上图 11 所示，目前还没有汉化版本，主要使用的是 版本。 该软件的操作界面比较复杂，特别是建模部分较为繁琐。 因此一般都是用三维软件建模，再将模型导入 ANSYS 经行网 格划分和分析计算。 这样能大大的提高工作效率。 图 12 ANSYS 可视化 分析结果 ANSYS 的优点就在于，可以对分析结果经行可视化分析。 如上图 12。 零件的应力采用不同的颜色被表示出来，给设计人员更加直观的影响。 ANSYS 主要分析步骤 静力分析的定义 ： 静力分析计算在固定不变的载荷作用下结构的响应，即由于稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变。 同时，结构静力分析还可以计算那些固有不变的惯性载荷以及那些可以近似为静力作用的随时间变化的载荷对结构的影响。 静力分析中的载荷静力分析用于计算 有那些不包括惯性和阻尼效应的载荷作用于结构或部件上引起的位移、应力、应变和力。 固定不变的载荷和响应是一种假定：即假定载荷和结构的响应随时间的变化非常缓慢。 静力分析所施加的载荷包括： (1)外部施加的作用力和压力； (2)稳态的惯性力； (3)位移载荷； (4)温度载荷。 我们以静力分析为例来介绍一下 ANSYS。 主要分析步骤： 第一章 分析方法和研究对象 5 确定结构的分析方案（线、面、体）：桁架、壳、实体等；注意线性单元和高次单元的使用；对称性等简化方法的运用； 根据分析的类型确定单元类型、实常量等，特别是单元类型的某些选项，对于某些分析十 分重要； 设定材料模型； 采用各种方法建立模型。 在进行布尔运算时特别注意运算对以后分析的影响，尤其是在某些情况下有些网格较难生成，因此对于布尔运算要慎重考虑，为解决该问题应尽量采用几何体素直接建模； 将材料、实常量等参数赋给模型，在某些情况下可以同时指定方向点； 按情况划分网格：自由网格或自由网格，设置合适的网格密度等，尤其。