钻夹头结构性能分析与仿真

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1、浙江大学硕士学位论文钻夹头结构性能分析与仿真姓名：张小明申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：冯培恩;邱清盈200602011f·■浙江大学硕士学位论文摘要随着有限元理论的不断发展和成熟，以及计算机处理能力的不断提高，有限元分析方法已经广泛应用于机械设计的各个领域，已成为计算机辅助设计系统的重要组成部分，一些大型通用和专用的有限元软件也相继投入实际应用。有限元分析中的接触问题属于高度非线性问题，分析过程中涉及到的建模、参数设置、摩擦处理等都是比较复杂的问题，接触问题分析的有限元理论已经比较成熟，相应的软件产品也相当丰富。钻夹头在结构上基本相同，由于使用场合和

2、工况的不同，在进行有限元结构分析中，如果逐个地对其进行建模与分析，重复工作量将非常庞大。为提高分析效率，本文基于VisualBasic．Net平台，结合ANSYS提供的二次开发参数化设计语言APDL，开发交互式参数调整界面，实现对有限元分析软件ANSYS的调用与封装，解决通用程序与专业需求之问的矛盾，完成了钻夹头有限元参数化分析程序，对钻夹头的强度和夹紧力性能进行了分析和仿真；模拟钻夹头实际生成过程中的性能测试试验，探讨加工误差引起的不同装配角度等参数对钻夹头强度和夹紧性能的影响，并通过实例钻夹头分析模型进行了可行性验证。全文共分五章。第一章对钻夹头的工作原理和分类以

3、及参数化有限元的应用进行了综述，提出了本文研究的目的与意义。第二章简要介绍了ANSYS及其参数化设计语言APDL的特点，阐述了参数化有限元分析的方法，详细的介绍了建立钻夹头模型的过程。第三章主要进行钻夹头强度和夹紧力性能仿真分析，研究不同参数对钻夹头结构性能的影响。第四章介绍了系统实现方法和开发工具，并以具体钻夹头模型数据，验证了计算程序的可行性与实用性。第五章总结了本文的主要工作，并针对存在的问题，为下一步的工作提出了展望。关键词：有限元；参数化；钻夹头；二次开发；APDL；强度分析浙江大学硕士学位论文ABSTRACTAlong谢tIlthedevelopmento

4、fcomputertechnology，themethodofFEM(FiniteElementMethod)isusedtOtheanalysisandcalculationofengineeringcomprehensively，whichoccupiesallimportantpartinComputerAidedEngineering(CAE)．SomefiniteelementanalysissoftwarehasbeeninpuRedintothepracticalprojectapplications．Contactproblemisa“ndofalti

5、tudinalnon-linearproblem,FEMisthemosteffectualmethodtosolvecontactproblem．Itisverycomplexandtherearemanyfactorsdeterminingthecorrectnessofacontactproblemanalysis．Finiteelementanalysissoftwarehasbecomethemostimportantpartofcomputeraideddesignsystem．ThedrillchuckiSakindofserializationprod

6、ucts．AlthoughthemaindifferenceiSusingoccasion,worksituation,tllevhavethecomparabilityintheentirestructure．Ifweestablishtheanalyzingmodelseriatim,therepeatingjobisverylargeandthedevelopingcycleisextended．Inordertoavoidrepeatingjobinthemostextentandimprovee佑ciencyofdesign．usingtheideaofst

7、ructureparametricdesign．BasedORVisualBasic．netandAPDL。theFEAdrillchuckmodelCanbeeasilycreatedbyadjustseveralgeometricparametricandtheprocessofFEAiSautomaticallyexecuted．T11iSpaperdiSCnsseStheaffectionsofdifferentparametersforthestressandclampcapabilityofdrillchuck．ThehigIleffic