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XX***

毕业设计开题报告

课 题 名 称： MK2110数控磨床动力学模拟与床身

结构优化设计（楷体三号加粗）

学 生 姓 名： 王亮 学 号： ***1

指 导 教 师： 赵某某 讲师

李艳 副教授

所在院(系)部： 机 械 工 程 学 院

专 业 名 称： 机械设计制造及其自动化

2020 年 03 月 20 日

说 明

1．根据XX***《毕业设计(论文)工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。

2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。

3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。

4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。

5．开题报告检查原则上在第2～4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。

 毕业设计(论文)开题报告

学生姓名

王亮

学 号

***1

专 业

机械设计制造及其自动化



指导教师

赵某某、李艳

职 称

讲师、副教授

所在院(系)

机械***



课题来源

F.学生自拟

课题类型

B.应用研究



课题名称

MK2110数控磨床动力学模拟与床身结构优化设计





毕业设计的

内容和意义

毕业设计的

内容和意义

课题背景：(标题按小四黑体)

随着全球经济一体化的形成，整个机床行业的市场竞争必将愈演愈烈。目前，国内机床产品的技术水平还相对落后，就设计方法而言，尚处于经验、静态和类比的传统设计阶段，对动力学模拟和结构动态特性考虑得不多，动态优化软件使用率也相对较低。新产品开发缺少结构动力学建模和优化的动态设计方法，就很难提高机床质量和生产效率【1】。中国的机床制造行业的形势将变得更为严峻，将面临更为强大的竞争对手，如果我们的机床制造企业还没有先进的设计制造手段作为技术支撑，仍然抱着传统的设计方法不放，那么靠什么与对手进行竞争？如何在国外高档机床大举进攻中国市场的严峻形势下，保留住中国机床原有的半壁江山？然而可喜的是，国内己有许多制造企业和科研院所认识到了这一点，高档机床的设计制造是战略行业，中国不能在这种行业上受制于人，必须加快先进动态设计技术向具体产品开发的应用转移。东南大学、XX大学和XX理工大学等高校在这方面己进行了研究，取得了一定的成果【2】。为此，本毕业设计以MK2110数控磨床的数学模型为基础，着重对磨床的动力学和床身的结构优化设计进行了细致的研究。（小四宋体）

课题内容：

1．提出：对于高速磨床来说，磨削精度是影响磨削质量的关键因数，而电主轴芯在磨削过程中的运动变形又是影响磨削精度（如表面磨削波纹等）的重要因素。用传统的刚性体来模拟电主轴芯的运动难以精确地模拟实际工况下变形情况，若不考虑柔性体的影响，将会存在很大的误差。所以，有必要用柔性体代替刚性体对电主轴芯进行动力学分析。磨床床身是磨床的重要基础件，起着支撑工件、工作台、床头箱和内圆磨削装置关键部件的作用。它的动态特性XX态特性直接影响磨床的加工精度和工件的表面粗糙度，关系到磨床是否能安全可靠的工作及整机的使用寿命。因此有必要了解床身结构本身具有的刚度特性和动态特性，对其进行优化设计，以提高磨床整体的动静态性能。

2．解决方法：虚拟样机技术是在设计阶段就对设计的产品进行性能测试，从而使生产出来的产品最大可能的 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 的组合为对象，从整机的角度建立包括主轴转子系统在内的整机完整的动力学模型进行研究相对较少，而且运用柔性体理论对磨床整体进行动力学仿真分析也不多见，大部分还是刚性体仿真。另外，对床身进行优化设计时还是局限于改变筋板横向或径向数目进行优化设计。





参考文献：

陈新，高精度内圆磨床结构动力学建模与优化设计研究[D]，XX：东南大学博士学位论文，2001

毛海军，新一代数控内圆磨床的动力学建模与优化[D]，XX：东南大学博士学位论文，2000

李某某，ADAMS入门详解与实例[M]，XX：国防工业出版社，2006

张朝晖，ANSYS11.0结构分析工程应用实例解析（第二版）[M]，XX：机械工业出版社，2008.1

Biabchi.G,Paolucci.F,Towards Virtual Engineer in Machine Tools Design.Annals of the CIRP,1996,45(1):381～384

Jiang.T,Chirehdast.M.A,System Approach to Structural Topology Optimization:Designing Optimal Connections.Journal of Mechanical Design,1998,(12):619～621

侯某某，基于ADAMS和ANSYS的动力学仿真分析[J]，现代机械，2005（4）:62～63

周德廉，陈新，孙某某，高精度内圆磨床整机动力学建模及优化设计.东南学学报.2001,31(2):35～38

陈新，机床结构的动力学模型建立及其动态优化设计[D]，黑XX：XX工业大学硕士论文.1987

汤某某等，机床大件结构的拓扑优化设计[J]，东南大学学报，1996(5) :35～38

汤某某，工程结构分析的现状与应用的若干问题[J]，计算机辅助设计与制造，1996(10):17～19

汤某某，板厚对机床床身的动静特性的影响[J]，制造技术与机床，1997(3) :28～31





研究内容

研究内容:

针对MK2110数控内圆磨床，应用多体动力学分析软件ADAMS进行工作状态下刚性体动力学仿真。将电主轴芯柔性化，进行工作状态下柔性体动力学仿真。应用有限元软件ANSYS对磨床床身进行静力学分析、模态分析和结构优化。其中静力学分析主要是研究磨床床身在最大工作载荷的作用下的变形及应力状况，这对掌握机床的机械特性大有帮助；另外床身结构的动态特性是影响磨床产品性能的关键因素之一，通过模态分析研究其动态特性，确定磨床床身的振动特性和主振型，它们是承受动载荷的重要参数；最后对磨床床身进行结构优化，通过改变床身内部筋板布局，分析各种布局的振动特性XX态特性，选择最优的方案。





研究计划

研究计划：

第一周：毕业实习、资料收集与文献检索

第二周：实习、英文资料翻译

第三周：编写开题报告

第四周：提交开题报告

第五周：学习软件与建立磨床三维建模

第六周：学习软件与建立磨床三维建模

第九周：动力学分析

第十周：动力学分析

第十一周：结构分析

第十二周：结构优化分析

第十三周：编写论文

第十四周：查某某,修改论文

第十五周：修改论文、提交论文

第十六周：完成答辩





特色与创新

利用ADAMS软件对MK2110磨床进行动力学仿真，绝大多数研究还是主要应用ANSYS作分析。

运用了先进的三维建模软件实现对复杂模型的建立，弥补了有限元分析软件ANSYS建模功能的不足。

将电主轴芯柔性化，对整体进行动力学仿真。



指导教师

意 见



指导教师签名：

年 月 日



专业、系意见

学院意见





系主任签名：

年 月 日



***长签名：

年 月 日





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