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《電主軸熱-結(jié)構(gòu)耦合分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、電主軸熱-結(jié)構(gòu)耦合分析[摘要]生產(chǎn)效率的提高至關(guān)重要的因素之一是機(jī)床轉(zhuǎn)速的高速化，而電主軸是高速機(jī)床的核心部件，電主軸技術(shù)水平的提高對我國機(jī)械制造業(yè)有至關(guān)重要的意義。本文首先對電主軸進(jìn)行模型簡化、定義材料屬性，建立電主軸的三維模型，計(jì)算出電主軸的發(fā)熱量，再對電主軸工作環(huán)境下的熱邊界條件討論分析。其次，利用有限元分析軟件ANSYS對電主軸模型進(jìn)行有限元熱分析，得到電主軸內(nèi)部溫度場；再將熱分析結(jié)果作為邊界條件施加到主軸模型中，得出電主軸的熱分布、熱梯度和熱變形圖。[關(guān)鍵詞]電主軸，熱-結(jié)構(gòu)耦合，ANSYSAnalysisontheThermo-StructureCouplingCha
2、racteristicofMotorizedSpindleAbstract：Productionefficiencyisoneofthefactorscriticaltothespeedofthemachinespeed,andhigh-speedmachinetoolspindleisacorecomponentofspindletechnologylevelonChina'smachinerymanufacturingindustryhasacrucialsignificance.Thisarticlefirstelectricspindlemodelsimplificati
3、on,definematerialproperties,theestablishmentofathree-dimensionalmodelofthespindle,spindlecalculatetheheat,andthenthespindleworkingenvironmentdiscussionandanalysisofthethermalboundaryconditions.Secondly,theuseoffiniteelementanalysissoftwareANSYSfiniteelementmodelspindlethermalanalysis,spindlei
4、nternaltemperaturefield;thenthethermalanalysisresultsasboundaryconditionsinthemodelisappliedtothespindle,spindledrawheatdistribution,thermalgradientsandthermaldeformationmap.Keywords：Motorizedspindle,Thermo-StructureCoupling,ANSYS目錄1緒論11.1課題研究的相關(guān)背景11.2本課題的研究現(xiàn)狀與趨勢及其應(yīng)用領(lǐng)域21.3本課題的研究意義31.4本課題的主要研究
5、內(nèi)容32有限元分析法與ANSYS軟件介紹42.1有限元分析方法概述42.1.1有限元分析法42.1.2有限元分析的基本思想42.1.3有限元分析解題一般步驟62.2ANSYS分析72.2.1ANSYS的主要功能72.2.2ANSYS提供的分析類型72.2.3ANSYS求解一般流程（圖2.1）92.2.4ANSYS熱-結(jié)構(gòu)分析簡介102.2.5熱分析基本知識102.2.6耦合分析113電主軸結(jié)構(gòu)及其建模133.1電主軸系統(tǒng)133.1.1電主軸的結(jié)構(gòu)133.1.2電主軸的分類及其特點(diǎn)14I3.2電主軸的三維建模173.3小結(jié)：254電主軸的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析與優(yōu)化264.1電主軸熱態(tài)分
6、析264.1.1載荷計(jì)算264.1.2電主軸熱態(tài)分析計(jì)算274.2熱結(jié)-構(gòu)耦合分析294.3電主軸穩(wěn)態(tài)溫度場分析及研究374.4電主軸熱-結(jié)構(gòu)耦合分析及優(yōu)化375.總結(jié)與展望385.1總結(jié)385.2展望38致謝:40參考文獻(xiàn):41I1緒論1.1課題研究的相關(guān)背景我國是一個機(jī)械制造業(yè)大國，勞動力密集，人力資源豐富，重要的是我國要促成由中國制造變?yōu)橹袊鴦?chuàng)造[1]這樣一個制造業(yè)大國，而對于高速電主軸的成熟產(chǎn)品方面，我國制造的高速電主軸轉(zhuǎn)速在15萬r/min左右，國外發(fā)達(dá)國家電主軸生產(chǎn)企業(yè)所生產(chǎn)的電主軸轉(zhuǎn)速已達(dá)到25萬r/min[2]左右，要談中國制造，我們的中國制造是靠人力資源的量的優(yōu)
7、勢做上去的，我國的機(jī)械制造產(chǎn)品大多是價格低廉而質(zhì)量沒有國外發(fā)達(dá)國家的好。我們的中國創(chuàng)造首先的在制造業(yè)核心部件電主軸的轉(zhuǎn)速上遠(yuǎn)落后與國外。沒有質(zhì)的優(yōu)勢也就沒有中國創(chuàng)造的可能，高速電主軸引領(lǐng)著制造業(yè)的前進(jìn)方向，電主軸是制造業(yè)的核心部件，電主軸性能的優(yōu)劣直接影響著機(jī)械加工產(chǎn)品的優(yōu)劣。任何產(chǎn)品要想做到定性定量的精確都必須有理論支撐，電主軸同樣也不例外。課題是針對電主軸生產(chǎn)為滿足用戶的需求而提出的。我國的每年的加工中心用電主軸需求量約為7000至10000根，而國內(nèi)企業(yè)使用國外進(jìn)口電主軸達(dá)
