軟起動(dòng)隔爆箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算【說(shuō)明書(shū)+CAD+UG】
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編號(hào):
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)
題 目:軟起動(dòng)隔爆箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
與計(jì)算
學(xué) 院: 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名: 伍榮展
學(xué) 號(hào): 1000110131
指導(dǎo)教師單位: 機(jī)電工程學(xué)院
姓 名: 高成
職 稱: 助理研究員
題目類型:¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開(kāi)發(fā)
2013年12月13日
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容
礦用隔爆兼本安型交流軟起動(dòng)器直接在煤礦井下運(yùn)行,其箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量要求高。由于運(yùn)行驗(yàn)壓力,所以箱體必須要有足夠的強(qiáng)度和剛性。由于箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,很難尋求一種簡(jiǎn)化方法對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確而可靠的設(shè)計(jì)。因此,過(guò)去對(duì)箱體的設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)一直是基于經(jīng)驗(yàn)或按類比法進(jìn)行的。這往往會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題,如為安全起見(jiàn),設(shè)計(jì)時(shí)加大安全系數(shù),使結(jié)構(gòu)越來(lái)越笨重,從而具有很大的盲目性。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,利用計(jì)算機(jī)和有限元方法使得復(fù)雜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)。本文運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)或類比法進(jìn)行初步設(shè)計(jì),再運(yùn)用有限元法對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力和變形分析,在此基礎(chǔ)上對(duì)箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),收到了滿意的效果。
礦用隔爆兼本安型交流軟起動(dòng)器箱體結(jié)構(gòu)由板筋件通過(guò)焊接將其組裝成箱體。首先采用經(jīng)驗(yàn)和類比方法進(jìn)行初步設(shè)計(jì),用三維設(shè)計(jì)軟件 SolidWorks建立箱體的三維模型,再直接導(dǎo)人到有限元分析軟件中進(jìn)行計(jì)算。通過(guò)計(jì)算可獲取箱體的應(yīng)力值與變形值,為箱體的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供必要的依據(jù)。
箱體由箱蓋與箱殼兩部分組成,箱蓋與箱殼均為焊接結(jié)構(gòu),它們通過(guò)螺栓連接,箱體內(nèi)側(cè)布置有各種類型的加強(qiáng)筋。作為計(jì)算模型需要對(duì)實(shí)際的結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化,利用箱體結(jié)構(gòu)和受力的對(duì)稱性,取箱體的二分之一進(jìn)行分析。為突出箱體結(jié)構(gòu)對(duì)強(qiáng)度和剛度的影響,忽略焊縫和焊接殘余應(yīng)力的影響,對(duì)螺栓孔和螺栓也進(jìn)行了相應(yīng)的簡(jiǎn)化處理,而將箱體作為整體來(lái)分析。單元類型的選擇取決于結(jié)構(gòu)的幾何形狀和所要求的計(jì)算精度。由于箱體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,采用三維10節(jié)點(diǎn)等長(zhǎng)四面體單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格,有限元的網(wǎng)格劃分是關(guān)系到計(jì)算精度、計(jì)算機(jī)速度、容量與收斂性的重要問(wèn)題。
應(yīng)用有限元軟件系統(tǒng)分析箱體的應(yīng)力分布和變形規(guī)律,找出箱體的薄弱區(qū)域,針對(duì)強(qiáng)度薄弱區(qū)和強(qiáng)度富余區(qū)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)。優(yōu)化后的箱體結(jié)構(gòu)不僅強(qiáng)度可以提高,變形也得到控制,而且箱體重量也會(huì)降低,達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的要求與數(shù)據(jù)
1、總裝圖及零件圖完整表達(dá)對(duì)象,體現(xiàn)裝配和加工要求;
2、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含中英文摘要、設(shè)計(jì)方案比較、計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)、理論計(jì)算、零部件制造工藝、數(shù)值模擬分析、實(shí)體建模說(shuō)明等內(nèi)容;
3、完成UG、Pro/E或SolidWorks等軟件對(duì)隔爆箱體及其零部件進(jìn)行實(shí)體建模,并用ansys等有限元軟件進(jìn)行整體受力模擬;分析關(guān)鍵受力部件的應(yīng)力分布云圖,標(biāo)明箱體承力危險(xiǎn)部位。
4、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包含整體結(jié)構(gòu)中承力部件(組件)的模擬、分析、計(jì)算及優(yōu)化方案,計(jì)算剛度、強(qiáng)度、撓度值,考察零件的變形程度是否達(dá)到GB3836.2-2010所要求的數(shù)值,重點(diǎn)為兩腔法蘭、緊固件、箱門(mén)卡扣、主腔側(cè)壁、箱門(mén)等。并產(chǎn)品輕量化為目標(biāo)優(yōu)化計(jì)算箱體結(jié)構(gòu)尺寸。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的工作
1、完成二萬(wàn)字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文);在畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)中必須包括詳細(xì)的300-500個(gè)單詞的英文摘要;
2、獨(dú)立完成與課題相關(guān),不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯(附英文原文);
3、繪制總裝圖及關(guān)鍵部件的生產(chǎn)加工圖紙,至少包含三張A0以上的計(jì)算機(jī)繪圖圖紙,實(shí)體建模電子文檔。
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1] GB3836.2-2010, 爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分:隔爆型“d”[S].
[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(第五版)[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008.
[3] 張朝暉. ANSYS12.0結(jié)構(gòu)分析工程應(yīng)用實(shí)例解析(第三版)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2010.
[4] 王新榮. 有限元法基礎(chǔ)與ANSYS應(yīng)用[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2008.
[5] 鞏利萍. 隔爆電氣設(shè)備外殼的設(shè)計(jì)及有限元分析[D]. 青島: 山東科技大學(xué), 2009.
[6] 徐建文. 隔爆外殼緊固件的設(shè)計(jì)[J]. 電氣防爆, 2003(1): 8-12.
[7] 張寶富, 穆希輝, 杜峰坡. 基于有限元法的電機(jī)隔爆外殼設(shè)計(jì)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù), 2009, 37(10): 58-60, 64.
[8] 孫海林. 隔爆電氣設(shè)備外殼強(qiáng)度分析及參數(shù)化設(shè)計(jì)[D]. 西安, 西安理工大學(xué), 2006.
[9] 高秀洪, 李衛(wèi)東, 姬根榮. 1140V圓柱形隔爆外殼的設(shè)計(jì)[J]. 電氣防爆, 2004(3): 33-38.
[10] Putatunda, S.K. Introduction to Elastic-Plastic Fracture Mechanics [J]. Journal of the Institution of Engineers, 2008: 101-109.
五、試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
計(jì)算機(jī)一臺(tái)、打印機(jī)一臺(tái)、ansys軟件、SolidWorks軟件一、電子圖板軟件。
任務(wù)下達(dá)時(shí)間:
2013年12月17日
畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始與完成時(shí)間:
2013年12月17日至 2014年05 月26日
組織實(shí)施單位:
教研室主任意見(jiàn):
簽字: 2013年12月14日
院領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn):
簽字: 2013 年12月16日
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編號(hào):20937654
類型:共享資源
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