畢業設計的內容和意義
課題背景：(標題按小四黑體)
隨着全球經濟一體化的形成，整個機牀行業的市場競爭必將愈演愈烈。目前，國內機牀產品的技術水平還相對落後，就設計方法而言，尚處於經驗、靜態和類比的傳統設計階段，對動力學模擬和結構動態特性考慮得不多，動態優化軟件使用率也相對較低。新產品開發缺少結構動力學建模和優化的動態設計方法，就很難提高機牀質量和生產效率【1】。中國的機牀製造行業的形勢將變得更為嚴峻，將面臨更為強大的競爭對手，如果我們的機牀製造企業還沒有先進的設計製造手段作為技術支撐，仍然抱着傳統的設計方法不放，那麼靠什麼與對手進行競爭?如何在國外高檔機牀大舉進攻中國市場的嚴峻形勢下，保留住中國機牀原有的半壁江山?然而可喜的是，國內己有許多製造企業和科研院所認識到了這一點，高檔機牀的設計製造是戰略行業，中國不能在這種行業上受制於人，必須加快先進動態設計技術向具體產品開發的應用轉移。東南大學、天津大學和昆明理工大學等高校在這方面己進行了研究，取得了一定的成果【2】。為此，本畢業設計以MK2110數控磨牀的數學模型為基礎，着重對磨牀的.動力學和牀身的結構優化設計進行了細緻的研究。(小四宋體)
課題內容：
1.提出：對於高速磨牀來説，磨削精度是影響磨削質量的關鍵因數，而電主軸芯在磨削過程中的運動變形又是影響磨削精度(如表面磨削波紋等)的重要因素。用傳統的剛性體來模擬電主軸芯的運動難以精確地模擬實際工況下變形情況，若不考慮柔性體的影響，將會存在很大的誤差。所以，有必要用柔性體代替剛性體對電主軸芯進行動
力學分析。磨牀牀身是磨牀的重要基礎件，起着支撐工件、工作台、牀頭箱和內圓磨削裝置關鍵部件的作用。它的動態特性和靜態特性直接影響磨牀的加工精度和工件的表面粗糙度，關係到磨牀是否能安全可靠的工作及整機的使用壽命。因此有必要了解牀身結構本身具有的剛度特性和動態特性，對其進行優化設計，以提高磨牀整體的動靜態性能。
2.解決方法：虛擬樣機技術是在設計階段就對設計的產品進行性能測試，從而使生產出來的產品最大可能的滿足設計目標。通過運用ADAMS軟件對剛性體和柔性體模型整體進行動力學仿真【3】。運用有限元ANSYS軟件對牀身進行靜剛度分析和模態分析，通過改變牀身內部筋板佈局對其進行結構優化。有限元(Finite Element Analysis)的核心思想是結構的離散化，就是將實際結構假想地離散為有限數目的規則單元組合體，實際結構的物理性能可以通過對離散體進行分析，得出滿足工程精度的近似結果來替代對實際結構的分析【4】。
3.設計內容：針對該磨牀進行力學分析，應用動力學分析軟件ADAMS進行工作狀態下運動學與動力學模擬分析，並應用有限元軟件ANSYS進行靜剛度分析、模態分析和結構優化。其中靜剛度分析主要是研究磨牀牀身在固定載荷的作用下的變形及應力狀況，這對掌握機牀的機械特性大有幫助;其次，牀身結構的動態特性是影響磨牀產品性能的關鍵因素之一，而研究其動態特性的方法主要是進行模態分析，主要內容是確定磨牀牀身的震動特性既固有頻率和主振型，它們是承受動載荷的重要參數;最後是通過改變磨牀牀身內部筋板佈局，分析各佈局的動靜態特性，進行結構優化。
課題意義：
建立一個真正反映結構系統動態特性的磨牀動力學模型，僅僅是進行結構動態優化設計的先決條件，而不是最終的目的。動態設計的最終目的，是利用系統的動力學模型以期獲得一個具有良好的靜、動態性能機牀結構產品設計方案。通過對磨牀進行力學分析，應用動力學分析軟件ADAMS進行工作狀態下運動學與動力學模擬分析，通過虛擬試驗和測試，在產品開發階段就可以幫助設計者發現設計缺陷，並提出改進方案。應用有限元分析ANSYS，對牀身進行靜力學分析和模態分析，可以通過變形雲圖，查看結構的薄弱環節以及結構固有頻率，通過對薄弱環節的分析，提出解決方案，優化結構。