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课题 回转支承检测试验台钢结构有限元分析 指导教师 王全先 班级 装081学生 朱磊学号 089054226 本课题研究的内容 方法和意义 1 研究的内容及方法 回转支承检测试验台 被检回转支承直径QND630 1250mm 最大轴向载荷 倾翻力矩 能检测回转力矩 实际载荷 滚道磨损 滚道温度 的三维设计 利用Pro E软件对其三维造型设计 包括旋转臂 驱动组件机架及底座等 并进行不同组件的装配 为有限元分析及旋转臂 驱动组件机架 底座的强度 刚度的校核打下基础 回转支承检测试验台的旋转臂 驱动组件机架及底座有限元分析及整体有限元分析 利用已设计的三维模型 在Pro Mechanica中就各个组件前处理 生成 ans文件 再导入ANSYS软件中进行单体有限元计算 然后再对整体模型进行有限元计算 根据有限元分析找出回转支承检测试验台钢结构的薄弱部分及应力集中部分 进行相应的结构强化及优化设计 本课题研究的内容 方法和意义 研究的内容及方法 研究的内容及方法 研究的内容及方法 2 研究的意义 由于回转支承的型号规格因生产厂家而异 尚无统一的标准 并且随着工业不同行业的发展需要 对不同形式回转支承 不同性能的回转支承的需求日益增长 因此在回转支承的设计和生产中 需要提供精确的性能参数 便于用户根据使用情况选型 但是基于软件仿真得出的性能参数 具有误差大 可靠性低等缺陷 所以需要设计开发出一种回转支承性能实验台 准确 可靠地测试出回转支承的各项性能参数 既便于用户选型 也可以校核设计参数是否合理 用传统的材料力学设计方法 设计工作量大 容易出错 且不利于反复修改设计再设计 因此 研究和探索利用Pro E软件及ANSYS软件 可以方便地经过反复修改模型再计算 较快确定出满足设计和工艺的回转之承检测试验台钢结构强度 刚度的结构形式 具有重要意义的 论文的结构 第一章 绪论 回转支承检测试验台总体方案设计 检测试验台大型零件的模型设计 试验台大型零件钢结构有限元分析 结论 第二章 第三章 第四章 第五章 论文的主要内容 总体方案设计 三维模型的设计 有限元分析 2 3 1 三维模型出典型零件图 4 1 总体方案设计 1 1载荷的施加及称重1 2回转支承的安装1 3回转支承滚道磨损检测1 4滚道温度测量1 5传动系统及扭矩的转速测量1 6齿轮受力检测1 7传动装置横移机构1 8大底座1 9悬臂梁上称重及应变测量供电 图1 1检测试验台 1 2回转支承的安装 2 三维模型的设计 2 1检测试验台悬臂梁的三维模型设计 2 1悬臂梁的工字钢 2 3悬臂梁 2 2扇形筋 2 2检测试验台底座的三维模型设计 2 3检测试验台驱动组件机架的三维模型设计 3 有限元分析 本课题回转支承检测试验台主要大型零件钢结构的有限元分析研究 使用的Pro E和ANSYS的连接方式 其主要步骤及注意事项如下 1 在Pro E中建立检测试验台主要大型零件的模型 以Pro E野火5 0版为例 2 选择Pro E菜单栏中的 应用程序 Mechanica 模块 模型类型选择结构 模式选择模式 用模块提供的材料 材料分配 约束 载荷 划分网格等功能完成分析前期工作 3 输出分析文件 选择菜单栏中 分析 FEM求解 这时弹出 运行FEM分析 对话框 选择ANSYS求解器 这样 在Pro E的工作目录下产生一个以ans为扩展名的ANSYS文件 该文件包含了前处理信息 4 将该分析文件复制到ANSYS软件的工作目录下 必须有这一步 因为ANSYS无法读取其他目录中的文件 5 进入ANSYS环境 通过 file 菜单中的 ReadImportFrom 选项打开该文件 使用 plot 菜单中的 elements 选项 将模型显示出来 6 使用ANSYS进行有限元分析 得到分析结果 3 1悬臂梁的有限元分析 图3 1Pro Mechanica前处理结果图 图3 2ANSYS强度分析结果 图3 3ANSYS刚度分析结果 3 2底座的有限元分析 工况一 图3 4Pro Mechanica前处理结果图 图3 5ANSYS强度分析结果 图3 6ANSYS刚度分析结果 3 3机架的有限元分析 图3 7Pro Mechanica前处理结果图 图3 5ANSYS强度分析结果 图3 5ANSYS刚度分析结果 4 三维模型直接导出CAD图 4 1悬臂梁CAD生成 4 2底座CAD生成 结论 1 本文采用一种基于Pro ENGINEER Pro Mechanica及ANSYS等软件对回转支承检测试验台的开发方法 克服了传统设计方法设计工作量大 容易出错 且不利于反复修改计算再设计的缺点 能快速方便地用于数字化样机系列化设计 并对试验台主要钢结构进行有限元分析 提高并确保了其使用的安全性 通过对大量文献的阅读消化 明确了该课题的意义及实现的可能性 2 本性能实验台能够精确测试出回转支承的各项性能参数 可以校核设计参数是否合理 也便于用户根据使用情况选型 致谢 大学学习生活即将结束 借此机会 我要感谢所有机械学