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基于UG/ANSYS二次开发的静压转台设计与分析工具

作　者: 马北川
导　师: 杨文通
学　校: 北京工业大学
专　业: 机械工程
关键词: 静压转台 数字化设计 ANSYS二次开发 UG二次开发 系统集成
分类号: TG659
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 72次
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内容摘要


本文依托科技重大专项“高档数控机床数字化设计关键技术与工具集研发及典型产品应用”项目中的子任务“数控机床静压转台动、静、热特性设计与分析工具”，针对静压转台的各个组成部分指定相应的设计和分析流程。液体静压转台是采用液体静压轴承作为支承，将转台主轴功能与电动机功能从结构上融为一体的功能部件。在其设计过程中，目前面临着两大问题。一方面，转台设计需要大量的专业知识、丰富的实践经验及问题求解技巧，这个过程不仅仅是数值计算，而且还包括决策性和创造性的问题，需要进行思考、推理和判断。另一方面，传统设计方法是采用CAD软件先进行产品建模，然后用CAE软件进行产品的性能分析，由于CAD与CAE软件之间描述模型的数据结构不同，信息共享空难，导致在转台设计过程中存在大量的重复性工作，产品设计的周期性过长。针对上面两个问题，本工具以大量的静压转台设计经验为基础，对原有的设计流程进行了改进，使之更适用于数字化设计。基于三维建模软件UG的二次开发功能建立了静压转台的整体建模方案，并实现了静压转台的参数化建模程序。采用ANSYS提出了静压转台性能的分析方案，结合ANSYS的APDL语言实现了静压转台的自动化分析。通过异构系统集成技术，将ANSYS和UG嵌入到了自行开发的工具当中，使设计模块与分析模块可以并行运行，提高了工具的可操作性和整体界面的美观性。运用数据库技术，达到了工具软件与第三方软件数据交互的目的，并对每次的设计数据进行保存，实时生成对应的设计报告。建立了一套完整的设计流程的验证与校核方案，对设计过程中不合理的结构予以提示并给出推荐值，提高了设计的可靠性和流畅性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-13
  1.1 课题来源及意义  9
  1.2 液体静压支承和静压转台概述  9-10
  1.3 数字化设计现状  10-11
    1.3.1 数字化设计国内研究现状  10
    1.3.2 数字化设计国外研究现状  10-11
  1.4 参数化、CAD、CAE 一体化的必要性  11-12
  1.5 本文所做的工作  12-13
第2章 静压转台的设计流程  13-27
  2.1 静压转台工作原理及总体结构  13-14
  2.2 静压转台主要技术指标  14-15
  2.3 支承系统设计  15-21
    2.3.1 静压支承原理  15
    2.3.2 静压转台台面结构设计  15-16
    2.3.3 供油方式及液压油粘度选择  16-17
    2.3.4 转台及轴承材料选择  17
    2.3.5 支承油垫结构设计  17-19
    2.3.6 径向轴承结构设计  19-20
    2.3.7 预紧油垫结构设计  20-21
  2.4 供油系统设计  21-23
    2.4.1 供油系统概述  21-22
    2.4.2 供油系统的主要技术指标  22
    2.4.3 供油系统设计流程  22-23
  2.5 驱动系统设计  23-26
    2.5.1 驱动系统概述  23-24
    2.5.2 驱动系统设计确定的参数  24
    2.5.3 驱动系统设计具体流程  24-26
  2.6 本章小结  26-27
第3章 工具软件的总体设计  27-43
  3.0 软件运行环境  27-28
  3.1 软件总体结构  28-29
  3.2 设计模块结构  29
  3.3 分析模块结构  29-30
  3.4 模块功能介绍  30-33
  3.5 软件界面设计  33-37
  3.6 设计校核的流程控制  37-39
  3.7 数据库设计  39-41
    3.7.1 SQL Server 概述  39
    3.7.2 数据库的表设计  39-40
    3.7.3 数据库表关系图  40-41
  3.8 本章小结  41-43
第4章 UG 和 ANSYS 的二次开发技术及相关实例  43-57
  4.1 UG 的二次开发  43-49
    4.1.1 UG/Open API 介绍  43
    4.1.2 UG/Open API 应用程序的运行环境  43-44
    4.1.3 基本思想和流程  44-45
    4.1.4 实现案例  45-49
  4.2 ANSYS 的二次开发  49-54
    4.2.1 二次开发语言介绍  49-50
    4.2.2 基本思想和流程  50-51
    4.2.3 实现案例  51-54
  4.3 异构系统的集成  54-56
    4.3.1 异构系统集成的基本思想  54
    4.3.2 实现案例  54-56
  4.4 本章小结  56-57
结论  57-59
参考文献  59-63
攻读硕士学位期间取得的研究成果  63-65
致谢  65

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属切削加工及机床 > 程序控制机床、数控机床及其加工
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