大型龙门式机床横梁结构的可靠性分析
机床横梁结构的可靠性很大程度上影响机床整机的使用寿命及加工精度.本研究以某大型龙门铣床横梁为研究对象,通过改变横梁内部筋板结构的布置方式,结合workbench软件,运用概念建模方法,建立了米型、W型、O型三种横梁结构,并对它们的结构分别进行了优化及可靠性分析.本研究首先介绍了课题研究的背景及意义,阐述了如何对横梁结构进行优化进而提高横梁结构的可靠性,从而达到提高机床整体可靠性的目的.并简单介绍了可靠性理论的发展历史及国内外可靠性研究的发展状况.另外本研究分别对三种横梁结构进行了静力学分析,并运用响应面法对横梁结构进行了多目标优化.论文通过静力学结果结合响应面灵敏度分析方法筛选出对横梁结构刚度及强度影响较大的参数,并以所选参数作为优化的主要输入变量,横梁刚度和强度为输出变量进行横梁结构的优化.对优化后横梁结构进行重建及静力学计算,进行分析可知:响应面优化能够极大的提高横梁结构强度和刚度.本研究最后分别对横梁结构进行了可靠性分析,并详细介绍six-sigma可靠性分析的步骤,为其它结构的可靠性分析提供参考.可靠性分析结果显示:在同等工况条件下,米型梁结构相较于W型、O型梁结构具有更高的可靠性.为提高横梁结构的可靠性进而提高机床的制造精度和可靠性提供重要参考.
- 作者：
- 牛建华
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 机械制造及其自动化
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2016年
- 导师姓名：
- 赵知辛
- 中图分类号：
- TG502.3
- 关键词：
- 横梁结构；静力学分析；响应面优化；可靠性分析
- Beam structure； Statics analysis； Response surface optimization； Reliability analysis