基于分形理论的导轨结合面微观形貌模拟研究

为了准确识别和表征机床导轨结合面微观形貌,基于分形理论和统计学方法,利用Matlab对导轨结合面微观形貌进行了两向异性曲面模拟和各向同性曲面模拟,用原子力显微镜对接近导轨平面的试件表面进行测量,通过分析测量结果分别得出相应的分形参数和其他三维评定参数。研究结果表明两向异性模拟法得出的曲面更接近真实导轨结合面,但仍有误差。总结了造成误差的主要原因。研究结论对机床导轨的初始设计具有参考价值。

基于ANSYS Workbench的某定位平台基座的拓扑优化设计

为了在满足基座使用需求的前提下尽可能减轻其质量,使用三维设计软件Pro/E与有限元分析软件ANSYS Workbench对结构进行拓扑优化设计。基于拓扑优化的优点,以某型定位平台的基座为研究对象,在Pro/E软件中建立其三维模型,利用ANSYS Workbench强大的有限元分析功能,结合基座的工程使用条件,进行结构拓扑优化设计,并对优化前后的基座动静态特性进行对比分析。分析结果表明:优化后基座的静刚度与固有频率得到有效提高,并减轻了约10%的质量,拓扑优化设计的结果对生产实践具有良好的理论指导意义。

剪叉式液压升降台的优化设计

剪叉式液压升降台具有较好的稳定性及较高的承载力,这与其特有的剪叉式结构是分不开的,此外其还具有噪声小、行程大和安装空间小等诸多优点,已被广泛应用于生产和生活当中。本文在对剪叉式液压升降台结构分析的基础上,对其进行了受力分析,并构建了力学模型。以液压缸最大推力为目标,寻求到影响其大小的关键参数。利用ADAMS的仿真分析,以关键参数为设计变量进行了优化设计。研究结果不仅为本文涉及的升降机构提供了理论设计依据,还具有较大的实际研究意义和工程使用价值。

分形粗糙表面的计算机模拟

借助MATLAB软件强大的数值计算功能、UG软件强大的几何建模功能以及ANSYS软件的网格划分功能,采用将三者结合的分析方法,对分形粗糙表面进行模拟,快速建立了具有分形特征粗糙表面的三维有限元模型。应用该方法,可有效地为具有分形特征的粗糙表面间接触的有限元分析提供依据。

机械结合面微观接触模型及接触特性研究

通过原子力显微镜(AFM)实测得到机械结合面的真实三维微观表面形貌,同时基于分形理论模拟仿真得到了机械结合面三维微观表面形貌,分析结果表明,分形模拟表面形貌能较好地模拟机械结合面的真实微观表面形貌。进一步分别以实测的结合面表面形貌和基于分形理论模拟的表面微观形貌建立结合面的三维表面微观接触模型,运用有限元法进行接触仿真分析,研究真实微观表面之间的微观弹性及弹塑性接触特性,通过仿真分析得到Z向位移、接触面积和接触压力与接触载荷间的关系曲线。结果表明,基于分形理论建立的机械结合面分形模拟微观接触模型可以替代实测真实微观接触模型进行仿真分析。本研究能为深入开展结合面微观作用机理的研究提供理论依据。