升降翻转机构的优化设计-机械电子工程毕业论文开题报告

毕业设计毕业设计/ /论文论文 开开题题报报告告 课 题 名 称升降翻转机构的优化设计 类别毕业设计 系别机电与自动化学院 专业班机械电子工程 0905 姓名刘武 评分 指 导 教 师肖书浩 华中科技大学武昌分校 毕业论文开题报告撰写要求毕业论文开题报告撰写要求 1.开题报告的主要内容 1）课题研究的目的和意义； 2）课题研究的主要内容； 3）研究方法； 4）实施计划。 5）主要参考文献：不少于 5 篇，其中外文文献不少于 1 篇。 2撰写开题报告时，所选课题的课题名称不得多于 25 个汉字，课题研 究份量要适当， 研究内容中必须有自己的见解和观点。 3.开题报告的字数不少于 2000 字（艺术类专业不少于 1000 字），格式 按华中科技大学武昌分校本科毕业设计/论文撰写规范的要求撰写。 4. 指导教师和责任单位必须审查签字。 5开题报告单独装订，本附件为封面，后续表格请从网上下载并用 A4 纸打印后填写。 6. 此开题报告适用于全校各专业，部分特殊专业需要变更的，由所在系 在基础上提出调整方案，报学校审批后执行。 华中科技大学武昌分校学生毕业设计开题报告 学生姓名刘武学号20091100170专业班级机电 0905 系别 机电与自动化指导教师肖书浩职称 课题名称升降翻转机构的优化设计 1 课题设计的目的和意义 随着国家加大对轨道交通运输的投入，电力机车、地铁、轻轨等有轨运输设备面临着空 前的发展机遇，作为机车车辆核心部件及大零件的安装与检测维护专用设备的需求量将会显 著增加，升降翻转机构就是针对有轨运输设备的安装及焊接而设计的。 升降翻转机通过附加连接装置可以实现高度方向的变位以及正负 0 360的旋转变位，目前 国内研制还处于初期阶段，而国外已有广泛的使用，特别是在军用方面。升降翻转机主要由 升降座、升降驱动机构、主动翻转机构、从动翻转机构及电器控制系统组成。升降翻转机是 实现重大零件的安装及维修核心系统：主要使命是完成货物的翻转和升降，以便安装和维修， 同时保证整体系统安装精度和允许误差。升降翻转机主要是采用涡轮丝杆来实现。蜗轮丝杆 升降机是一种基础起重部件，具有结构紧凑、体积小、重量轻、动力源广泛、无噪音、安装 方便、使用灵活、功能多、配套形式多、可靠性高、使用寿命长等许多优点。因此课题可作 为以上问题的一种解决方案。 本课题主要研究升降翻转机中重要部件有限元强度及刚度分析。在当今社会，随着计算 器技术、数字化技术的飞速发展和广泛应用，以计算器系统为核心和软件为基础构成的各种 有限元分析已成为当今重要生产设备或高精确度的产品生产的重要手段，受到国内外高度重 视，并在火力及核能发电、石油化工、军事航天航空、航海等许多领域得到广泛使用。目前， 有限元分析已逐步成为飞机、汽车、船舶、航空航天等重要领域的广泛应用。 而进行零件有限元分析有很重大的现实意义。首先，安全性好。杜绝了安全事故的发生。 其次，它的经济性好，能耗低，使用周期长，易于维护和保养。第三，它的功能强。 如今在国外，在有限元理论反面已经有不少针对国外高年级学生的优秀教材。今年来，有 限元分析方法作为一种设计工具获得了迅猛发展。各种综合性软件，如 ANSYS一种通用有限 元计算程序，已经成为设计师们必不可少的工具。特别是应用在航空领域，世界航空工业有着 广阔的发展前景和巨大的商业市场，每年有着超过 2500 亿美元的机会。空前的商机和竞争， 促使世界各航空生产和研发机构致力于改善飞机性能、降低燃油消耗、减小噪音和污染排放。 考虑到技术和商业的需求， 飞机设计工程师们必须面对更多挑战， 例如， 因为空间布置的限制， 零部件将更加复杂且需要使用更多新型材料。零部件将必须承受振动、过载和热冲击等载荷。 飞机的结构可靠性标准和安全性要求也许是所有工业中最严格的。 如今，我国的经济飞速发展，数字化技术现在地经济发展中起到的作用越来越大。而对 于我们即将走出校门，步入社会的毕业生来说，这次毕业设计是对于我们这四年的学习进行 的一次终极检测。而这次机构优化设计涉及的方面有理论力学，运动力学，UG 以及 ANSYSY 许多软件的综合应用。可以说是我们这四年所学的知识的一次综合运用，是我们能将学过的 知识进行融会贯通，为即将步入社会做好铺垫。 2 课题设计的主要内容 2.1 前期准备工作 学习 ANSYS 中结构静力学及刚体动力学的有关知识，了解升降翻转机的整体结构。 学习 ANSYS 以及它的使用，熟练掌握 UG 的建模，能够读懂复杂的零件及装配图。 结合建模的同伴，确定出升降翻转机构的主要参数，然后结合具体的步骤进行结构静力 学分析、刚体的动力学分析及谐响应分析。 2.2 具体要完成的任务 整体结构分析； 重要部件有限元强度及刚度分析（Ansys） 提出优化设计建议； 完成毕业设计论文的撰写，字数不少于 8000 字 3 设计方案 3.1 整体方案 本课题是要通过对机构的整体分析，有限元模型的建立将复杂的模型简单化，机构的受力 分析，三维建模软件，网格划分，结构静力学分析，刚体动力学分析，并且完成该模型的优化： 首先通过对升降翻转机的整体分析，得出对升降翻转机构的 L 板进行有限元分析， 图 1 要分析的零件图 分析出重要零件及受力情况，并进行有限元模型的建立，将重要零件记录下，并且保存 各个零件的尺寸数据；并将其用 UG 画出三维图。 3.2 刚体静力学方案 整体自装卸车动力学仿真是基于机械的系统建模，确定了整体自装卸车的主要尺寸以及 它们之间的运动副和几何约束之后，了解其工作原理，然后 ODE 模型，完成后进行仿真调试， 优化，最后在科学计算与模拟平台上运行调试，小组进行最终的优化。 图 2 过程方框图 3.3 ANSYS 谐响应分析 4 实施计划 第 1-4 周查阅资料，翻译外文文献，写开题报告。 第 4 周开题报告答辩。 第 5-7 周熟悉 UG 的三维建模及 ANSYS 模型修改及网格划分的使用。 第 8-10 周掌握 ANSYS 刚体静力学和动力学分析的过程及注意事项。 第 11-13 周应用 ANSYS 软件进行有限元分析并进行后处理。 第 14-15 周毕业论文初稿。 第 15 周毕业论文修改。 第 16 周论文答辩。 5 主要参考文献 1 许京荆 ANSYS 13.0 Workbench 数值模拟技术 北京：中国水利水电出版社，2012 2 浦广益 ANSYS Workbench 12 基础教程与实例详解 北京：中国水利水电出版社，2010 3 刘延柱 刚体动力学理论与应用:：刘延柱力学论文选编 上海：上海交通大学出版社， 2006 4 A First Course in the Finite Element Method , Fourth Edition by Dary L.Logan. Computer Graphics.1989, 23(3):2232