| 摘要 | 第2-3页 |
| Abstract | 第3-4页 |
| 1 绪论 | 第8-18页 |
| 1.1 论文选题背景及课题来源 | 第8页 |
| 1.2 课题背景及研究意义 | 第8-10页 |
| 1.3 研究现状 | 第10-15页 |
| 1.3.1 弯管内表面加工设备研制现状 | 第10-12页 |
| 1.3.2 圆弧形承载结构设计研究现状 | 第12-13页 |
| 1.3.3 结构拓扑优化研究现状 | 第13-15页 |
| 1.4 课题组前期装置方案工作基础 | 第15-16页 |
| 1.5 研究内容 | 第16-18页 |
| 2 弯管内表面加工装置总体结构设计 | 第18-41页 |
| 2.1 设计要求与目标 | 第18-19页 |
| 2.2 总体设计方案 | 第19-23页 |
| 2.2.1 设计思想及设计方法 | 第19-21页 |
| 2.2.2 加工装置模块划分 | 第21-22页 |
| 2.2.3 装置整体工作流程说明 | 第22-23页 |
| 2.3 铣削力与铣削功率计算 | 第23-24页 |
| 2.4 周向进给功能模块设计 | 第24-28页 |
| 2.4.1 圆周间歇进给电机功率计算 | 第25页 |
| 2.4.2 周向进给动力系统设计 | 第25-26页 |
| 2.4.3 周向圆弧走刀传动系统设计 | 第26-27页 |
| 2.4.4 周向运动系统回转工作台轴承部件设计 | 第27-28页 |
| 2.5 纵向进给功能模块 | 第28-32页 |
| 2.5.1 圆弧纵向走刀电机功率计算 | 第29-30页 |
| 2.5.2 纵向进给动力系统设计 | 第30页 |
| 2.5.3 纵向圆弧走刀传动系统 | 第30-31页 |
| 2.5.4 纵向运动系统圆弧导轨副部件 | 第31-32页 |
| 2.6 刀具切深进给功能模块 | 第32-37页 |
| 2.6.1 刀具切深进给电机功率计算 | 第32-33页 |
| 2.6.2 铣刀切深进给动力设计 | 第33页 |
| 2.6.3 刀具切深进给传动系统 | 第33-36页 |
| 2.6.4 铣刀高速旋转驱动 | 第36-37页 |
| 2.7 定心定位装置 | 第37-40页 |
| 2.7.1 高精度六点同轴定心原理 | 第37-38页 |
| 2.7.2 三点支撑定心结构设计 | 第38-39页 |
| 2.7.3 装置定位结构设计 | 第39-40页 |
| 2.8 本章小结 | 第40-41页 |
| 3 圆弧导轨基座受力分析 | 第41-55页 |
| 3.1 曲线梁微分方程 | 第41-45页 |
| 3.1.1 三维直角流动坐标系 | 第41-42页 |
| 3.1.2 曲线梁平衡方程 | 第42-43页 |
| 3.1.3 曲线梁几何方程 | 第43-44页 |
| 3.1.4 基本微分方程建立 | 第44-45页 |
| 3.2 一固一支圆弧梁结构力学解法 | 第45-49页 |
| 3.2.1 均布竖向载荷p作用 | 第46-47页 |
| 3.2.2 竖向集中载荷P作用 | 第47-48页 |
| 3.2.3 集中扭矩T作用 | 第48-49页 |
| 3.3 圆弧导轨基座受力简化分析 | 第49-54页 |
| 3.3.1 确定外载荷简化点F角度φ_F | 第50-53页 |
| 3.3.2 确定圆弧梁上各位置变形最大点φ_x | 第53-54页 |
| 3.4 本章小结 | 第54-55页 |
| 4 圆弧导轨基座结构设计 | 第55-70页 |
| 4.1 圆弧导轨基座刚度设计 | 第55-59页 |
| 4.1.1 圆弧导轨基座曲率半径 | 第55-56页 |
| 4.1.2 导轨基座截面尺寸设计 | 第56-59页 |
| 4.1.3 导轨布置形式 | 第59页 |
| 4.2 采用力平移定理建立装置静力学模型 | 第59-64页 |
| 4.3 有限元法校核 | 第64-66页 |
| 4.3.1 导轨基座有限元模型建立 | 第64-65页 |
| 4.3.2 结果后处理分析 | 第65-66页 |
| 4.4 圆弧导轨基座结构有限元分析 | 第66-68页 |
| 4.4.1 圆弧导轨基座结构静态特性分析 | 第66-67页 |
| 4.4.2 圆弧导轨基座结构动态特性分析 | 第67-68页 |
| 4.5 本章小结 | 第68-70页 |
| 5 圆弧导轨基座结构优化设计 | 第70-86页 |
| 5.1 拓扑优化理论简介 | 第70-74页 |
| 5.1.1 连续体拓扑优化原理及常用方法 | 第70页 |
| 5.1.2 多目标拓扑优化方法 | 第70-72页 |
| 5.1.3 多工况下考虑动态特性的等截面拓扑优化数学模型建立 | 第72-74页 |
| 5.2 拓扑优化前处理 | 第74-76页 |
| 5.2.1 拓扑优化模型建立 | 第75页 |
| 5.2.2 拓扑优化参数设定 | 第75-76页 |
| 5.3 优化结果分析 | 第76-78页 |
| 5.3.1 施加等截面约束前结果 | 第76页 |
| 5.3.2 施加等截面约束后结果 | 第76-77页 |
| 5.3.3 等截面约束前后优化结果对比 | 第77-78页 |
| 5.4 圆弧导轨基座优化后再设计 | 第78-82页 |
| 5.4.1 尺寸优化数学模型建立 | 第78-79页 |
| 5.4.2 基于响应面法尺寸优化 | 第79-82页 |
| 5.5 圆弧导轨基座静动态特性分析 | 第82-85页 |
| 5.5.1 静态特性分析 | 第82-83页 |
| 5.5.2 动态特性分析 | 第83-84页 |
| 5.5.3 基座优化前后对比 | 第84-85页 |
| 5.6 本章小结 | 第85-86页 |
| 结论 | 第86-88页 |
| 参考文献 | 第88-93页 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 | 第93-94页 |
| 致谢 | 第94-96页 |