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文档简介

机械设计制造及其自动化专业《机械产品设计仿真训练》任务书本任务书适用2021机械专业。机械产品设计仿真训练是机械设计制造及其自动化专业的一个综合训练,涉及的知识包括三维设计、机械设计、结构强度分析、振动分析、结构优化设计等方面,经过对模拟真实环境问题的分析和解决,初步掌握综合运用所学知识解决较为复杂的工程问题的能力。1、问题描述悬臂梁支架(见下图),整体采用方管焊接而成,材料为Q235,方管外径尺寸是24*24厚度2,见图1,支架连接形式是横管400,焊接在300的竖管上,斜管做出斜面的切口后焊接在横管与竖管上,见图2,注意图中斜管与竖管底端焊在一起,与横管焊接位置不确定,初始位置距离左侧174。各管端面保持开口,竖管侧面固定,横管上表面400*24的平面均布载荷1000N,材料使用默认的cast_iron_gray,见图3,(如果使用其它分析软件,参照图4修改材料参数)。图1截面尺寸图2支架焊接形式(端面保持开口)图3载荷及约束方式图4选择系统默认材料试运用三维设计软件以上图尺寸和结构创建该支架的数字模型,并分析以下问题:问题1.设安全系数为2,试计算整个结构的最大应力,判断结构是否安全。问题2.试计算横管的最大变形量。问题3.计算整个支架的固有频率,要求计算4阶模态。问题4.假设外部载荷的频率与第一阶模态接近,支架存在共振情况,试修改结构(横管400*24的受力平面不作改变,固定的竖杆和斜杆可以改变,下同)避免共振(要求修改后的第一阶模态与原先模态有5%的差距,正负偏差均可)。问题5.如果要求问题2中的变形减半,应该如何修改结构(例如修改斜杆连接横杆的位置,即改变尺寸174),试给出修改方案并计算修改后的变形量。问题6.接上题分析,确保变形量减半的条件下,对结构进行优化(指的是变形量满足要求,用较少的材料,减少整个结构的重量),计算优化前后的重量比。问题7.接上题分析(结构优化前后),钢材的采购基本上以重量计价,假设需要生产1000个支架,计算优化后总共减轻了多少重量。2、要求1、完成分析计算说明书,字数不限,对每个问题的解答,包括:问题分析,计算步骤,计算结果(可用屏幕截图,截图的尺寸不要超过半页A4,每个截图都需要有相应的文字说明)、计算结果讨论,总结(仿真分析方法在设计产品过程中的作用、优化设计对降低成本的作用、应用软件工具的心得体会),正文宋体,五号,标题黑体,小四,1.5倍行距。2、交纸质文档和电子文档(包括三维模型原文件、有限元计算结果文件,打包压缩后用“学号姓名”的格式命名3、设计分析所采用的软件不限,课程说明和演示采用的是CRE

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