工字梁连接快速装夹装置的强度校核(附件)【字数：9717】
工字梁是现代建筑中常用的钢结构，其结构简单，力学性能稳定，相对于其他钢结构具有省料、减重、抗弯能力强等特点。在工字梁的使用过程中经常需要快速装夹，针对工字梁的结构特点和使用情况，本文设计了一种工字梁的快速装夹装置。本文首先介绍了工字梁与装夹装置在国内外的发展历程，然后介绍了该工字梁快速装夹装置的设计原理，最后利用有限元软件HyperMesh对工字梁连接快速装夹装置模型进行了静力分析和强度校核，验证其正确性，为其优化设计做准备。本文通过对工字梁连接快速装夹装置的建模与分析，带你深入了解HyperMesh软件的建模与运算。通过具体问题具体分析的办法让我们更加快速的学习与掌握HyperMesh软件。通过对工字梁与装夹装置的建模与运算，分析其发展历程与未来走向，结合国内外现状了解其研究意义，提出对其发展的问题与意见。
目录
第一章前言 1
1.1本文研究背景 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外的研究现状 2
1.2.2国内的研究现状 2
1.3课题研究目的与内容 3
1.3.1课题研究目的 3
1.3.2 课题研究内容 3
第二章工字梁连接快速装夹装置结构设计 4
2.1夹具的基本原理 4
2.2装夹装置结构设计 4
第三章 工字梁连接快速装夹装置静力分析 8
3.1有限元基本理论 8
3.1.1有限元的发展和基本思想 8
3.1.2有限元分析基本步骤 8
3.2 HyperMesh软件介绍 9
第四章 结束语 19
致 谢 21
参考文献 22
第一章 前言
1.1本文研究背景
人类发展的发展和工具密切相关，有人说人类和动物的区别在于能够制造和使用工具，而人类发展的历史其实就是一部工具发展史。原始人学会了制造工具，他们用石头木材等制作工具，古人用青铜和铁制造工具，而科技高速发展的今天，我们更是应该发展出更加方便快捷的工具来方便人类的生活工作。为了减轻人类的劳动强度，获得更快的劳动效率，各种工具便应运而生。
夹具又称卡具，是加工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
时用来迅速紧固工件，使工件、刀具、机床保持正确相对位置的工艺装置。从广义来讲，在任何工艺和装配过程中，夹具用于快速、安全、方便地安装工件，如：检查夹具、焊接夹具、机床夹具、装配夹具等。在各种夹具夹具是最常见的，所以通常称为夹具的形状和尺寸，和其他表面的相互位置精度技术使工件的表面达到图纸要求，在加工，加工前必须将工件安装（位置），到（夹）因此，夹具是机械加工的智能化发展的一个不可或缺的组成部分，高精度、高速度、高效益、环境保护等复合技术驱动的方向机，夹具技术是移动模块、通用、组合、高精度、高效率、经济发展。机床夹具的应用，保证了工件的加工精度，稳定产品质量，提高劳动生产率，降低成本，改善工人的劳动条件，保证安全生产，有利于扩大机床工艺范围实施，一机多用”。
夹具通常由夹紧装置、定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具在电子厂商也有非常高的使用频率，为了提高产品质量和生产效率，在生产的中段和后段进行功能测试或者辅助装配（能装配出固定的外形及高度等）就常用工装夹具来装夹。由于夹具是非标定制的，所以只有想不到的而没有做不到的，因此在实际应用中，在电子生产制造厂中的用途是非常广。
长期以来，变革建筑理念一直被人们一直所追求，希望有一天能够实现建筑“节能、环保、工厂化”也就是人们常说的“绿色建筑”的理想。而这时出现了能够实现人们的追求和梦想的钢结构。在国外建筑业钢结构早已广泛应用，高层和小高层钢结构住宅在发达国家已经十分普遍。在国内，随着经济建设的发展，结构钢产品打破了混泥土和砌体结构长期以来一统天下的局面。在多层及小高层住宅、轻钢门式结构、大跨度空间结构领域钢结构产品的建筑日益增多，应用领域不断扩大。钢柱钢梁作为钢结构建筑的基本骨架，采用钢管混凝土柱、方管钢柱、型钢钢骨混凝土柱和圆管柱。
梁结构一般采用型钢，其节点的连接方式一般采用焊接或者高强度螺栓，随着钢结构建筑的迅速发展，钢梁钢柱的制作显得越发重要。针对现有人工焊接方法精度低、工人作业强度大等现状，开发各种能够适用于大型柱梁制作的工装夹具成为各个钢构公司的目标。目前工装夹具成为大型柱梁制作中重要的工艺元素，进行梁柱焊接的先决条件是使用各种工装夹具正确、合理地固定和安装各个柱梁。夹具已经直接影响着柱梁焊接工艺的质量和焊接的成本和生产率。
工字钢是指轧制钢，铸铁或铸钢工字形截面梁，梁是一个工字形截面，特别是钢结构（如钢工字梁在建筑物），机械原理是将一束两支撑水平，当光束垂直于轴线的压力下，梁的弯曲，在上梁的压缩变形，这是压应力，更接近压缩上边缘更为严重，拉伸变形发生在梁的下部，拉应力接近于更严重的张力下边缘。而中间层既不拉也不压缩，所以没有压力，通常称为中性的表面层，由于弯曲中性层的贡献很小，因此工程应用中经常使用的工字钢代替方梁，而不是用空心管实心柱。
工字梁连接快速装夹装置可以极大地解放人类劳动力，也可以获得更高的劳动效率，使人类的工作更加的高效轻松，是人类可以投入到其他的生产劳动中。是人类科技发展中重要的一步。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外的研究现状
众多学者在夹具设计中将计算机技术、在线监测技术、自动化技术融入其中，使夹具不仅能够根据加工情况调整夹紧力的大小和零件的形状调整装夹的位置。JoseF.Hurtado设计了能够降低了夹紧力导致的装夹变形的根据零件装夹要求提供合适夹紧力的柔性夹具。Park与Mills发明了一种可以弥补因为工件重力引起的静态变形的利用机器人手臂夹持工件的装配夹具。但是难以应用于飞机大型结构件的切削加工中，因为机器人手臂刚性较差、成本高。Nee等人将加工过程中的监测力信号反馈到控制端，使控制端可在线调整夹紧力的装夹系统，设计了一种集成力传感器的夹具，该夹具提高了工件表面加工质量。英国诺丁汉大学的Papastathis将自适应调整与可重构的思想结合，设计出了在加工过程中可以调整夹紧力与改变装夹位置的夹具，提高了加工过程中工件的局部刚度，改善了工件的表面质量。而国外的如美国的Electroiinpact、CAN，西班牙的Mtoires等公司，则设计了一系列的定位系统、柔性装夹用于不同部位的飞机结构件。
目录
第一章前言 1
1.1本文研究背景 1
1.2国内外研究现状 2
1.2.1国外的研究现状 2
1.2.2国内的研究现状 2
1.3课题研究目的与内容 3
1.3.1课题研究目的 3
1.3.2 课题研究内容 3
第二章工字梁连接快速装夹装置结构设计 4
2.1夹具的基本原理 4
2.2装夹装置结构设计 4
第三章 工字梁连接快速装夹装置静力分析 8
3.1有限元基本理论 8
3.1.1有限元的发展和基本思想 8
3.1.2有限元分析基本步骤 8
3.2 HyperMesh软件介绍 9
第四章 结束语 19
致 谢 21
参考文献 22
第一章 前言
1.1本文研究背景
人类发展的发展和工具密切相关，有人说人类和动物的区别在于能够制造和使用工具，而人类发展的历史其实就是一部工具发展史。原始人学会了制造工具，他们用石头木材等制作工具，古人用青铜和铁制造工具，而科技高速发展的今天，我们更是应该发展出更加方便快捷的工具来方便人类的生活工作。为了减轻人类的劳动强度，获得更快的劳动效率，各种工具便应运而生。
夹具又称卡具，是加工 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
时用来迅速紧固工件，使工件、刀具、机床保持正确相对位置的工艺装置。从广义来讲，在任何工艺和装配过程中，夹具用于快速、安全、方便地安装工件，如：检查夹具、焊接夹具、机床夹具、装配夹具等。在各种夹具夹具是最常见的，所以通常称为夹具的形状和尺寸，和其他表面的相互位置精度技术使工件的表面达到图纸要求，在加工，加工前必须将工件安装（位置），到（夹）因此，夹具是机械加工的智能化发展的一个不可或缺的组成部分，高精度、高速度、高效益、环境保护等复合技术驱动的方向机，夹具技术是移动模块、通用、组合、高精度、高效率、经济发展。机床夹具的应用，保证了工件的加工精度，稳定产品质量，提高劳动生产率，降低成本，改善工人的劳动条件，保证安全生产，有利于扩大机床工艺范围实施，一机多用”。
夹具通常由夹紧装置、定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。
夹具在电子厂商也有非常高的使用频率，为了提高产品质量和生产效率，在生产的中段和后段进行功能测试或者辅助装配（能装配出固定的外形及高度等）就常用工装夹具来装夹。由于夹具是非标定制的，所以只有想不到的而没有做不到的，因此在实际应用中，在电子生产制造厂中的用途是非常广。
长期以来，变革建筑理念一直被人们一直所追求，希望有一天能够实现建筑“节能、环保、工厂化”也就是人们常说的“绿色建筑”的理想。而这时出现了能够实现人们的追求和梦想的钢结构。在国外建筑业钢结构早已广泛应用，高层和小高层钢结构住宅在发达国家已经十分普遍。在国内，随着经济建设的发展，结构钢产品打破了混泥土和砌体结构长期以来一统天下的局面。在多层及小高层住宅、轻钢门式结构、大跨度空间结构领域钢结构产品的建筑日益增多，应用领域不断扩大。钢柱钢梁作为钢结构建筑的基本骨架，采用钢管混凝土柱、方管钢柱、型钢钢骨混凝土柱和圆管柱。
梁结构一般采用型钢，其节点的连接方式一般采用焊接或者高强度螺栓，随着钢结构建筑的迅速发展，钢梁钢柱的制作显得越发重要。针对现有人工焊接方法精度低、工人作业强度大等现状，开发各种能够适用于大型柱梁制作的工装夹具成为各个钢构公司的目标。目前工装夹具成为大型柱梁制作中重要的工艺元素，进行梁柱焊接的先决条件是使用各种工装夹具正确、合理地固定和安装各个柱梁。夹具已经直接影响着柱梁焊接工艺的质量和焊接的成本和生产率。
工字钢是指轧制钢，铸铁或铸钢工字形截面梁，梁是一个工字形截面，特别是钢结构（如钢工字梁在建筑物），机械原理是将一束两支撑水平，当光束垂直于轴线的压力下，梁的弯曲，在上梁的压缩变形，这是压应力，更接近压缩上边缘更为严重，拉伸变形发生在梁的下部，拉应力接近于更严重的张力下边缘。而中间层既不拉也不压缩，所以没有压力，通常称为中性的表面层，由于弯曲中性层的贡献很小，因此工程应用中经常使用的工字钢代替方梁，而不是用空心管实心柱。
工字梁连接快速装夹装置可以极大地解放人类劳动力，也可以获得更高的劳动效率，使人类的工作更加的高效轻松，是人类可以投入到其他的生产劳动中。是人类科技发展中重要的一步。
1.2国内外研究现状
1.2.1国外的研究现状
众多学者在夹具设计中将计算机技术、在线监测技术、自动化技术融入其中，使夹具不仅能够根据加工情况调整夹紧力的大小和零件的形状调整装夹的位置。JoseF.Hurtado设计了能够降低了夹紧力导致的装夹变形的根据零件装夹要求提供合适夹紧力的柔性夹具。Park与Mills发明了一种可以弥补因为工件重力引起的静态变形的利用机器人手臂夹持工件的装配夹具。但是难以应用于飞机大型结构件的切削加工中，因为机器人手臂刚性较差、成本高。Nee等人将加工过程中的监测力信号反馈到控制端，使控制端可在线调整夹紧力的装夹系统，设计了一种集成力传感器的夹具，该夹具提高了工件表面加工质量。英国诺丁汉大学的Papastathis将自适应调整与可重构的思想结合，设计出了在加工过程中可以调整夹紧力与改变装夹位置的夹具，提高了加工过程中工件的局部刚度，改善了工件的表面质量。而国外的如美国的Electroiinpact、CAN，西班牙的Mtoires等公司，则设计了一系列的定位系统、柔性装夹用于不同部位的飞机结构件。
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