基于有限元的免制模镜片磨边机底座的结构设计与优化

摘要

近年来，随着眼镜行业的快速发展，配镜仪器设备也呈现出繁荣发展的局面。免制模镜片磨边机以其精确、快速的加工过程受到越来越多配镜厂商的青睐。这类全自动磨边机不需要使用仿形模板进行加工，它依靠跟踪扫描得到镜框或撑片的轮廓，然后依照所得轮廓数据进行研磨加工。免制模镜片磨边机的开发对于满足拥有自主知识产权、低价位、高精度、全自动化的镜片加工设备的市场需求具有现实意义。
　　本文首先综述了课题的背景和意义以及国内外的研究现状，并指出了用有限元方法进行免制模镜片磨边机设计和改进的新思路和重要意义，为后续的研究工作奠定了理论基础。
　　选取了CAD三维造型软件Solidworks和有限元分析软件ANSYS建立了底座结构的有限元模型，进而对整体底座结构进行了静、动态特性分析，在此基础上优选出静、动态性能较为优越的十字型筋板布局方案。然后通过改变筋板厚度和高度，对整体底座进行了灵敏度分析，表明改变这两个参数对底座的动态特性影响不大。最后应用拓扑优化设计方法，最终确定了底座的优化结构。
　　在免制模镜片磨边机图纸设计阶段，运用有限元理论和模态分析理论，对免制模镜片磨边机结构的静、动态性能做出分析预测并运用优化设计方法进行优化，对于免制模镜片磨边机工作性能的改善、加工精度的提高、开发周期的缩短和产品竞争力的增强无疑是十分重要的。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1 论文选题背景

1.2 国内外研究状况

1.3 论文研究的主要内容及意义

2 机械结构有限元分析基础

2.1有限元方法的基本思想和原理

2.2 有限元方法的发展和应用

2.3 结构分析的有限元方法

3 底座机构的三维建模及有限元建模

3.1 有限元分析软件的选择

3.2 建立底座结构实体模型

3.3建立底座有限元模型

4 底座结构的静力分析

4.1 ANSYS线性静力分析的基本步骤

4.2 计算载荷与施加边界条件

4.3求解计算与分析结果

5 底座结构动态特性分析

5.1模态分析理论介绍

5.2计算方法的介绍

5.3模态分析计算流程

5.4模态计算结果

5.5模态计算结果分析

6 底座的结构优化设计

6.1结构优化设计的基本思想与方法

6.2底座结构布局选择

6.3底座设计参数的灵敏度分析及结构改进

6.4底座结构的拓扑优化

7 总结与展望

7.1总结

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间论文发表情况