机床横梁设计有限元分析
目 录
1 引言 1
1.1 国内机床发展现状综述 1
1.2 数控机床知识简介 2
1.3 关于本课题的相关研究内容介绍 3
2 有限元理论及CAE软件ABAQUS简介 4
2.1 有限元方法的理论概要 5
2.2 有限元分析软件ABAQUS介绍 6
3 横梁模型的建立 8
3.1 CAD模型的建立 8
3.2 CAD模型导入ABAQUS软件 11
4 横梁的有限元分析 12
4.1 分析步骤 12
4.2分析结果15
结论 22
致谢 23
参考文献24
1 引言
1．1 国内机床发展现状综述
1.1.1?国内数控机床近几年的发展
??我国近几年在数控技术上的发展已经发生了翻天覆地的变革，特别是在以往制造业上。因为从制造业就能看出一个国家的工业化的水平，所以制造业已经是衡量一个国家工业化的标志了。而在现在全球工业化发展的大环境下，我国的数控技术也已经加快步伐。数字设备作为工业设备的一种重要设备，是现代工业发展的大趋势，数控技术的应用对我国一些重要产业的发展起到了重要的作用。
? 随着21世纪的到来，我国的经济与世界经济全面接轨并发展迅速，也标志着一个蓬勃发展的新时期的到来。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
因为我国的机床制造需求巨大，所以现在我国的机床制造行业的前景一片大好。但是在进驻世界贸易组织后，我国现在不得不面对着强烈的来自于国际市场上的竞争压力，现在能够处理与中国机床制造业的不断发展，是加快我国数控机床发展的重要点。
1.1.2 机床行业的发展空间
我在一篇关于数控机床设备的市场调查报告中看到了一些见解：我国的数控化加工是现如今整个机械加工业想要达到高质量，高效率，高精度所必须考虑的问题。我国数控机床的需求仍然处于高位是因为我国数控行业的良好发展态势，现在机遇摆在眼前，相关的企业应当抓住眼前的机遇，认真思考整个行业的发展趋势，让我国的数控机床产品有一个从低端到高端和从起步产品加工到高端顶尖产品制造的巨大转变，争取早日实现我国数控机床的产品的腾飞，中国也将是由于数控机床的发展，以实现从机床的生产能力，机床功率变化的目标。
1.1.3 国内机床的发展趋势
从装备制造业上就能看出一个国家的工业水平的高低，而从机床水平上就能看出一个国家制造业水平的高低，从以上两点就不难看的出作在工业中机床究竟有多重要。我国的机床制造量排在世界第一，但同时我国的机床进口量也排在世界第一。我国机床技术水平落后是造成现在的局面的主要原因。现在中国机床产业的状况是不论生产量还是需求量都非常巨大，但是我国机床技术水平不强。
目前与一些别的机床制造的强国相比较的话我国的机床行业只能在规模方面具有一点小小的优势，但是在一些其他的能力上都还存有十分巨大的距离。比如：低端产品上的产能超出了需求，在高端产品上又提供的不是所需求的。中国机床产业还没意识到制造业不是单单的生产制造，而是应该向服务制造模式转型。产业集中度不高，自主创新的能力不强，高端人才缺乏。
下面进行三个方面的分析1.市场变化趋势是国内市场的需求还是会继续增长，出口的产品结构也会向着高档设备转变。市场的细分加剧了中国制造业的变强，我国的制造水平也将有一个新的提升。2.产业发展趋势是我国的产业发展空间还有很大的开发可能，另外整体的开发水平也有明显的提升。中国机床市场也将长期的需要高端、中端和低端的产品。但是国内的产品市场终究会从低档转向高档，这点是可以肯定的。
届时行业内会有一些企业将乘势发展同时也会提升我国国内机床产业的国际化水平。
3.技术发展趋势是我国的技术研究模式的转变。市场的需求决定了我国的技术研究模式必须开始转变，研究技术上的投入也必须多元化、国际化。中国参与的国际化研究也明显增多。现在中国机床行业的主要发展方向十分明确，就是要向一些发达国家看齐，只有技术研究实力增强了才能提升整个产品的质量，比如产品制造的能力与精度，售后的技术服务等。
中国机床产业想要完成“机床强国”的目标还需要通过进一步地深化改革。整个行业的产业和产品结构也需要调整，自主创新一直是我国的弱项，如果可以克服这个弱点，整个行业都会犹如注入一股清水，令人耳目一新。另外整个行业的经济增长方式也需要调整改进，我国在中高档数控机床研发需要增强，市场上的开拓也需要重视。
1. 2 数控机床知识简介
? 机床数字控制技术是现代工业非常重要的一种技术，它是一种集合了计算机.电子.电气.自动控制与自动测量.机械.液压.气动等为一体的高新技术。它较好的解决了形状复杂.精密.中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
小批量零件的加工问题,并借助计算机辅助设计.计算机辅助制造和计算机辅助工艺(CAD/CAM/CAPP)等新技术的应用,特别是在自动化和柔性化制造系统中发挥着不可替代的作用,为产品不断地更新换代推波助澜。因此，它也促进了数控技术的持续改进和发展。
数控机床分为这几个部分：1控制介质、2数控系统、3伺服系统、4辅助控制系统、5机床本体。
1. 3 关于本课题的相关研究内容介绍
1.3.1 课题所研究的对象?
对于一个生产制造的厂家来说，提高生产能力是十分必要的，但要提高生产力往往就要从制造工艺、生产管理、生产设备等方面着手进行技术上的改进，但问题是这几个部分的内容又往往是相互制约着的，这里就需要考虑很多的问题。所以我们在技术的改进中对数控机床和生产设备的维修、采购和更新等的选择上就要考虑很多的问题。例如要如何才能达到最大的经济效益。?
为了制造某一些的产品服务，选择的设备就可能只是为了这个零件的某个部分工序的加工当然也有可能用于整个零件的加工。工艺过程的设计的高低决定了制造水平的高低，用哪种方法和手段来进行加工取决于工艺过程的设计，所以对使用设备的基本要求也取决于工艺过程的设计，此外这也是对企业的生产进行管理和技术组织和的依据。在企业的设备选择的基本要求确定后，还要根据市场上的情况来选择，比如市场能提供什么样技术水平的装备来进行选择，现在针对大部分的中小批量生产的制造企业来讲的话，企业采取数控机床来替代旧机床用来巩固生产能力已经是一种发展趋势。?
本文所研究的是数控车床的横梁如图所示：
图1.1横梁模型图
1.3.2 研究内容及文章的结构
这次研究主要是对横梁收到压力载荷时的应力、变形等分布情况。
（1）第一章是前言部分，这里介绍了综我国国内机床的现状与发展，简述了机床对于国内工业发展的重要性说明了课题来源及所研究的对象。
（2） 第二章为软件的介绍，包括SOILDWORKS、ABAQUS的基本思想、ABAQUS的优点、ABAQUS的产品模块以及ABAQUS的使用方法。
1 引言 1
1.1 国内机床发展现状综述 1
1.2 数控机床知识简介 2
1.3 关于本课题的相关研究内容介绍 3
2 有限元理论及CAE软件ABAQUS简介 4
2.1 有限元方法的理论概要 5
2.2 有限元分析软件ABAQUS介绍 6
3 横梁模型的建立 8
3.1 CAD模型的建立 8
3.2 CAD模型导入ABAQUS软件 11
4 横梁的有限元分析 12
4.1 分析步骤 12
4.2分析结果15
结论 22
致谢 23
参考文献24
1 引言
1．1 国内机床发展现状综述
1.1.1?国内数控机床近几年的发展
??我国近几年在数控技术上的发展已经发生了翻天覆地的变革，特别是在以往制造业上。因为从制造业就能看出一个国家的工业化的水平，所以制造业已经是衡量一个国家工业化的标志了。而在现在全球工业化发展的大环境下，我国的数控技术也已经加快步伐。数字设备作为工业设备的一种重要设备，是现代工业发展的大趋势，数控技术的应用对我国一些重要产业的发展起到了重要的作用。
? 随着21世纪的到来，我国的经济与世界经济全面接轨并发展迅速，也标志着一个蓬勃发展的新时期的到来。 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
因为我国的机床制造需求巨大，所以现在我国的机床制造行业的前景一片大好。但是在进驻世界贸易组织后，我国现在不得不面对着强烈的来自于国际市场上的竞争压力，现在能够处理与中国机床制造业的不断发展，是加快我国数控机床发展的重要点。
1.1.2 机床行业的发展空间
我在一篇关于数控机床设备的市场调查报告中看到了一些见解：我国的数控化加工是现如今整个机械加工业想要达到高质量，高效率，高精度所必须考虑的问题。我国数控机床的需求仍然处于高位是因为我国数控行业的良好发展态势，现在机遇摆在眼前，相关的企业应当抓住眼前的机遇，认真思考整个行业的发展趋势，让我国的数控机床产品有一个从低端到高端和从起步产品加工到高端顶尖产品制造的巨大转变，争取早日实现我国数控机床的产品的腾飞，中国也将是由于数控机床的发展，以实现从机床的生产能力，机床功率变化的目标。
1.1.3 国内机床的发展趋势
从装备制造业上就能看出一个国家的工业水平的高低，而从机床水平上就能看出一个国家制造业水平的高低，从以上两点就不难看的出作在工业中机床究竟有多重要。我国的机床制造量排在世界第一，但同时我国的机床进口量也排在世界第一。我国机床技术水平落后是造成现在的局面的主要原因。现在中国机床产业的状况是不论生产量还是需求量都非常巨大，但是我国机床技术水平不强。
目前与一些别的机床制造的强国相比较的话我国的机床行业只能在规模方面具有一点小小的优势，但是在一些其他的能力上都还存有十分巨大的距离。比如：低端产品上的产能超出了需求，在高端产品上又提供的不是所需求的。中国机床产业还没意识到制造业不是单单的生产制造，而是应该向服务制造模式转型。产业集中度不高，自主创新的能力不强，高端人才缺乏。
下面进行三个方面的分析1.市场变化趋势是国内市场的需求还是会继续增长，出口的产品结构也会向着高档设备转变。市场的细分加剧了中国制造业的变强，我国的制造水平也将有一个新的提升。2.产业发展趋势是我国的产业发展空间还有很大的开发可能，另外整体的开发水平也有明显的提升。中国机床市场也将长期的需要高端、中端和低端的产品。但是国内的产品市场终究会从低档转向高档，这点是可以肯定的。
届时行业内会有一些企业将乘势发展同时也会提升我国国内机床产业的国际化水平。
3.技术发展趋势是我国的技术研究模式的转变。市场的需求决定了我国的技术研究模式必须开始转变，研究技术上的投入也必须多元化、国际化。中国参与的国际化研究也明显增多。现在中国机床行业的主要发展方向十分明确，就是要向一些发达国家看齐，只有技术研究实力增强了才能提升整个产品的质量，比如产品制造的能力与精度，售后的技术服务等。
中国机床产业想要完成“机床强国”的目标还需要通过进一步地深化改革。整个行业的产业和产品结构也需要调整，自主创新一直是我国的弱项，如果可以克服这个弱点，整个行业都会犹如注入一股清水，令人耳目一新。另外整个行业的经济增长方式也需要调整改进，我国在中高档数控机床研发需要增强，市场上的开拓也需要重视。
1. 2 数控机床知识简介
? 机床数字控制技术是现代工业非常重要的一种技术，它是一种集合了计算机.电子.电气.自动控制与自动测量.机械.液压.气动等为一体的高新技术。它较好的解决了形状复杂.精密.中 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
小批量零件的加工问题,并借助计算机辅助设计.计算机辅助制造和计算机辅助工艺(CAD/CAM/CAPP)等新技术的应用,特别是在自动化和柔性化制造系统中发挥着不可替代的作用,为产品不断地更新换代推波助澜。因此，它也促进了数控技术的持续改进和发展。
数控机床分为这几个部分：1控制介质、2数控系统、3伺服系统、4辅助控制系统、5机床本体。
1. 3 关于本课题的相关研究内容介绍
1.3.1 课题所研究的对象?
对于一个生产制造的厂家来说，提高生产能力是十分必要的，但要提高生产力往往就要从制造工艺、生产管理、生产设备等方面着手进行技术上的改进，但问题是这几个部分的内容又往往是相互制约着的，这里就需要考虑很多的问题。所以我们在技术的改进中对数控机床和生产设备的维修、采购和更新等的选择上就要考虑很多的问题。例如要如何才能达到最大的经济效益。?
为了制造某一些的产品服务，选择的设备就可能只是为了这个零件的某个部分工序的加工当然也有可能用于整个零件的加工。工艺过程的设计的高低决定了制造水平的高低，用哪种方法和手段来进行加工取决于工艺过程的设计，所以对使用设备的基本要求也取决于工艺过程的设计，此外这也是对企业的生产进行管理和技术组织和的依据。在企业的设备选择的基本要求确定后，还要根据市场上的情况来选择，比如市场能提供什么样技术水平的装备来进行选择，现在针对大部分的中小批量生产的制造企业来讲的话，企业采取数控机床来替代旧机床用来巩固生产能力已经是一种发展趋势。?
本文所研究的是数控车床的横梁如图所示：
图1.1横梁模型图
1.3.2 研究内容及文章的结构
这次研究主要是对横梁收到压力载荷时的应力、变形等分布情况。
（1）第一章是前言部分，这里介绍了综我国国内机床的现状与发展，简述了机床对于国内工业发展的重要性说明了课题来源及所研究的对象。
（2） 第二章为软件的介绍，包括SOILDWORKS、ABAQUS的基本思想、ABAQUS的优点、ABAQUS的产品模块以及ABAQUS的使用方法。
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