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基于有限元的140 kN摩擦焊机主轴箱响应面优化分析 被引量：8
1
作者 赵旭东 李卫民 《机床与液压》 北大核心 2021年第1期138-145,共8页
以140 kN连续驱动摩擦焊机主轴箱为研究对象,应用有限元分析软件对主轴箱进行了静、动态相关特性的分析。为提高主轴箱综合力学性能,并实现主轴箱箱体材料的合理利用,以箱体壁厚等7个结构参数为设计变量进行了中心复合实验设计。根据得... 以140 kN连续驱动摩擦焊机主轴箱为研究对象,应用有限元分析软件对主轴箱进行了静、动态相关特性的分析。为提高主轴箱综合力学性能,并实现主轴箱箱体材料的合理利用,以箱体壁厚等7个结构参数为设计变量进行了中心复合实验设计。根据得到的数据结果,基于Kriging插值法建立了主轴箱的响应面模型,并对各设计变量进行了灵敏度分析。利用多目标遗传算法完成了主轴箱的优化设计,与原结构方案相比主轴箱箱体减重16.6%,实现了焊机轻量化设计。经过对主轴箱响应面模型拟合精度的校验,验证了CCD实验法与Kriging插值法相结合可高效精准地完成主轴箱响应面模型的建立。因此这一优化方法同样适用于其他类型的机床零部件的设计。 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 主轴箱 多目标优化 响应面优化 轻量化设计
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连续驱动摩擦焊机的研究现状和展望 被引量：5
2
作者 赵鑫哲 杜随更 侯东祥 《新技术新工艺》 2014年第2期1-4,共4页
摩擦焊接是一种优质、高效、节能和环保的固相连接技术,广泛应用于航空、航天、机械制造和石油勘探等领域。摩擦焊机是实现摩擦焊接技术的一种工业自动化设备,连续驱动摩擦焊接方法是最先试验成功的实用焊接方法,连续驱动摩擦焊机也是... 摩擦焊接是一种优质、高效、节能和环保的固相连接技术,广泛应用于航空、航天、机械制造和石油勘探等领域。摩擦焊机是实现摩擦焊接技术的一种工业自动化设备,连续驱动摩擦焊接方法是最先试验成功的实用焊接方法,连续驱动摩擦焊机也是最经典的摩擦焊机。本文针对国内外连续驱动摩擦焊机设备的研究和应用现状,从主机、液压以及控制系统3个角度综述其发展概况,并在此基础上预测了连续驱动摩擦焊机的发展趋势和方向。 展开更多
关键词 摩擦焊接 连续驱动摩擦焊机 展望
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14 t摩擦焊机整机静动态特性分析 被引量：2
3
作者 李卫民 赵旭东 李岩 《制造技术与机床》 北大核心 2020年第7期80-87,共8页
以14 t连续驱动摩擦焊机整机为研究对象,建立了用于有限元分析的简化模型,对摩擦焊机整机进行了静动态特性分析。在静态特性分析中,对摩擦焊机受自重状态、摩擦加工阶段、顶锻加工阶段以及切削加工阶段等不同工况下的整机刚度、强度进... 以14 t连续驱动摩擦焊机整机为研究对象,建立了用于有限元分析的简化模型,对摩擦焊机整机进行了静动态特性分析。在静态特性分析中,对摩擦焊机受自重状态、摩擦加工阶段、顶锻加工阶段以及切削加工阶段等不同工况下的整机刚度、强度进行了校核,确定了焊机切削状态下刚度的薄弱位置,为焊件切削加工工艺参数的制定提供理论参考。在动态特性研究中,首先基于Block Lanczos特征提取法求解了整机前6阶固有频率,对焊机各阶振型进行了描述,通过与临界转速对比后,对摩擦焊机整机设计的安全性进行了校验。并基于其模态求解结果,对摩擦焊机进行了谐响应分析,得到了在切削力激励作用下床身与切削系统的频率响应特性。 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 整机 有限元分析 主轴轴系简化 静动态特性
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14 t摩擦焊机夹具的优化设计研究 被引量：1
4
作者 赵旭东 李卫民 《青岛理工大学学报》 CAS 2021年第2期156-162,共7页
以自行设计的摩擦焊机夹紧机构为研究对象,对焊接过程中所需的夹紧力大小进行了计算.参考了国内外现有摩擦焊机移动端夹具的应用现状后,将夹具的夹紧驱动方式由液压驱动改进为电机驱动,改善了现有焊机夹具因采用液压驱动方式而产生的泄... 以自行设计的摩擦焊机夹紧机构为研究对象,对焊接过程中所需的夹紧力大小进行了计算.参考了国内外现有摩擦焊机移动端夹具的应用现状后,将夹具的夹紧驱动方式由液压驱动改进为电机驱动,改善了现有焊机夹具因采用液压驱动方式而产生的泄漏现象.并且为了满足夹具的通用性需求,将焊机夹具的夹块与支撑体设计为装配结构,在保证支撑体结构不变的情况下,通过更换不同规格的夹块,可满足不同直径规格产品的装夹要求.同时,在夹紧机构设计过程中,应用有限元分析软件对夹具进行了刚度与强度的校核,并应用拓扑优化技术实现了夹具的轻量化设计. 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 夹具 结构设计 轻量化设计
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14 t摩擦焊机主轴的多工况静动态特性研究
5
作者 赵旭东 李卫民 唐兆丰 《机床与液压》 北大核心 2020年第19期170-178,共9页
以自行设计的14 t连续驱动摩擦焊机主轴结构为研究对象,应用有限元分析软件对主轴进行多工况下的静动态相关特性研究。在静态特性方面,运用ANSYS的子模型分析技术研究主轴多工况下的刚度、强度与疲劳等静力学特性。与传统研究方法相比较... 以自行设计的14 t连续驱动摩擦焊机主轴结构为研究对象,应用有限元分析软件对主轴进行多工况下的静动态相关特性研究。在静态特性方面,运用ANSYS的子模型分析技术研究主轴多工况下的刚度、强度与疲劳等静力学特性。与传统研究方法相比较,该方法提高了求解效率与精度。基于此,对焊机主轴结构设计的合理性进行验证。在动态特性方面,对主轴约束模式下的前6阶固有频率进行计算,与临界转速对比后,验证了主轴设计的安全性。 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 主轴系统 多工况 静动态特性 子模型分析技术
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一种连续驱动摩擦焊机用高稳定性夹持装置的设计
6
作者 杨明鄂 《中国新技术新产品》 2019年第16期35-36,共2页
该文设计了一种连续驱动摩擦焊机高稳定性夹持装置,用于解决金属棒材无法有效夹紧棒材前端导致后续摩擦焊接不稳、接口定位不准的问题。该设计夹紧块只产生横向移动,夹持棒材时不会产生移位现象,夹持定位更加稳定可靠;夹紧块高于夹紧架... 该文设计了一种连续驱动摩擦焊机高稳定性夹持装置,用于解决金属棒材无法有效夹紧棒材前端导致后续摩擦焊接不稳、接口定位不准的问题。该设计夹紧块只产生横向移动,夹持棒材时不会产生移位现象,夹持定位更加稳定可靠;夹紧块高于夹紧架和“U”型框,使夹紧槽夹持住棒材上的位置更加灵活;“U”型夹紧架与夹紧块、“U”型框之间分别采用了内限位凸条和外限位凸条进行限位,夹紧块底面设置了底轴与导向槽配合,侧边设置了限位轴与凸台配合,夹持力更加稳定力。 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 高稳定性 夹持装置
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基于灵敏度分析的连续驱动摩擦焊机结构优化
7
作者 陈强 魏加立 +2 位作者 曲慧东 毕海峰 关英俊 《长春工业大学学报》 CAS 2021年第3期213-221,共9页
提出一种基于灵敏度分析的焊机多工况结构优化设计方法。首先利用有限元方法对焊机整机进行静力学分析,找出床身和主轴箱为系统薄弱环节;为提高两者的刚度,对床身和主轴箱结构参数进行了灵敏度分析,根据灵敏度分析结果确定影响整机质量... 提出一种基于灵敏度分析的焊机多工况结构优化设计方法。首先利用有限元方法对焊机整机进行静力学分析,找出床身和主轴箱为系统薄弱环节;为提高两者的刚度,对床身和主轴箱结构参数进行了灵敏度分析,根据灵敏度分析结果确定影响整机质量和柔度较大的关键尺寸,并对其进行多工况尺寸优化;对优化后的整机结构静力学分析结果表明,主轴组件径向最大变形满足焊机设计指标要求,整机静态刚度得到提高。最后,通过实验验证了仿真结果的准确性,说明此优化方法对连续驱动摩擦焊机结构优化行之有效。 展开更多
关键词 连续驱动摩擦焊机 静力学分析 灵敏度分析 多工况尺寸优化
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