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2-4-2 约束条件的施加 。 12 

2-4-3 材料特性的施加 。 13 

第三章  数控转塔冲床床身的动态分析 。 14 

3。1 数控转塔冲床床身的模态分析 。 14 

3。1。1 冲床床身的自由模态 。 14 

3。1。2 冲床床身约束模态的分析 。 16 

3。2 本章小结 。 17 

第四章  数控转塔冲床床身的静力学分析   19 

4。1 冲床床身满载工况的应力分析 。 19 

4。2 冲床床身满载工况的位移分析 。 21 

4。3 本章小结 。 23 

第五章  数控转塔冲床床身的结构优化设计  24 

5。1 数控转塔冲床床身的尺寸优化设计 。 24 

5。1。1 设计变量的选择 。 24 

5。1。2 尺寸优化结果分析 。 26 

5。2 数控转塔冲床床身的拓扑优化 。 28 

5。2。1 拓扑优化的简介和方法 。 28 

5。2。2 变密度法拓扑优化 。 28 

总    结 。 30 

致    谢 。 32 

参  考  文  献 。 33

第一章  绪  论 

1。1 研究背景 

数控转塔冲床是一种薄板冲压加工设备，其高效率和高自动化的特点深受广大企业 的喜爱[1]。它由机身部件、冲孔动力单元部件，送料部件、模具库、气动和润滑部件、 控制系统等组成。主要用于对六毫米以下金属薄板进行冲孔，浅拉伸加工，广泛运用于 航空、飞机、轮船、汽车、计算机、纺织机械等相关生产加工行业。以往数控转塔冲床 的程序是人工编写，而现在，由于自动编程软件的出现，冲床所能加工零件就能更加复 杂和多样[2]。 

数控转塔冲床加工设备的过程可分为三步，送板料——选模具——冲压，其中，冲 压是最重要的一环，通过编制不同的程序，实现工艺所需的各种冲压运动曲线，获得不 同工件变形速度，保证工件的高质量和高水准[3]。冲压的精度由伺服电机控制，利用数 字技术和反馈控制技术，可准确控制冲压的位置。 

CAE 是计算机辅助工程(Computer Aided Engineering)的意思，指运用计算机强大 的计算能力求解复杂的结构，其弥补了人工计算的缺点，实现误差的最小化和精度的最 大化，除此之外，CAE 也可以对复杂的结构进行优化，实现材料利用和性能的最大化[4]。 它的研究内容为：系统静动态分析和线性非线性问题。固体、液体以及电磁等等都是 CAE 的研究范围。 

结构设计的要求一般是，高效率和低成本，以及安全和可靠。CAE 技术可以按要求 进行动静态分析和优化[5]。本文主要用到静力学刚度和强度分析，模态分析及结构尺寸 和拓扑优化。 

静态分析按静态算法对结构进行分析。它是一种比较成熟和简单的分析方法，因为 静态分析下的结构是假设其外界约束以及载荷是一定的，这种方法忽略了外在条件瞬息 万变的特性，虽然不一定具有可靠性，但是静态分析是每一个系统所必须进行的，因为 它同样是动态分析的基础[6]。 论文网

动态分析是对产品结构动态特性的考察。主要研究系统的固有频率、振型和阻尼等 等，以及系统在动态约束条件下的响应。动态分析是近几十年才刚刚发展起来的，人类 对这一块的研究还不是十分成熟，主要在于动态外在条件的假设飘忽不定，难以捉摸， 无法考虑到所有的情况，另外，动态计算的方法是一大难题。本文主要运用动态分析中