等離子切割機(jī)動(dòng)靜態(tài)分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、等離子切割機(jī)(Plasma Cutting Machine)是借助等離子切割技術(shù)對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的機(jī)械。其利用高溫等離子電弧的熱量使工件切口處的金屬部分或局部熔化（和蒸發(fā)），并借高速等離子的動(dòng)量排除熔融金屬以形成切口的一種加工方法。等離子切割機(jī)廣泛運(yùn)用于汽車(chē)、機(jī)車(chē)、壓力容器、化工機(jī)械、核工業(yè)、通用機(jī)械、工程機(jī)械、鋼結(jié)構(gòu)等各行各業(yè)。盡管?chē)?guó)內(nèi)已有多家生產(chǎn)數(shù)控等離子切割機(jī)的廠商，但是主要是以仿制進(jìn)口機(jī)床為主，其加工精度和加工效率與國(guó)外先進(jìn)機(jī)

2、床相比差距較大。
　　 本文以長(zhǎng)江鋼業(yè)某一等離子切割機(jī)為研究對(duì)象，通過(guò)有限元仿真，試驗(yàn)等手段對(duì)等離子切割機(jī)橫梁進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到改善切割機(jī)橫梁靜撓度的目的，論文主要包括以下幾個(gè)方面:
　　 1通過(guò)彈性力學(xué)中橫梁受載荷彎曲變形的應(yīng)力方程，位移方程的推導(dǎo)，從而精確計(jì)算出切割機(jī)橫梁的最大應(yīng)力，以及最大的撓度變形，為以后的靜態(tài)測(cè)試提供參考。
　　 2通過(guò)有限元分析軟件ANSYS，對(duì)切割機(jī)整機(jī)建模并且進(jìn)行線性靜態(tài)分析以及模態(tài)

3、分析，得到切割機(jī)橫梁各處應(yīng)力，前幾階頻率以及橫梁最大的變形，為其進(jìn)一步的拓?fù)鋬?yōu)化提供參考標(biāo)準(zhǔn)。
　　 3對(duì)等離子切割機(jī)橫梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行在典型工況下的激勵(lì)測(cè)試，分析橫梁在各個(gè)方向上的振動(dòng)頻率。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析結(jié)果的比較驗(yàn)證，確認(rèn)了所建立有限元模型以及靜態(tài)線性分析的正確性。
　　 4在已有的切割機(jī)模型基礎(chǔ)上，對(duì)橫梁部件進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，對(duì)橫梁各處材料進(jìn)行重排列，滿足體積最小化下最優(yōu)剛度設(shè)計(jì)要求，使得橫梁變形最小提高切割機(jī)加工