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基于Pro-E和ANSYS的剑杆织机机架有限元分析及优化
摘要：
本文以剑杆织机机架为研究对象，基于Pro-E和ANSYS软件，对织机机架进行有限元分析和优化。首先，对织机机架进行建模并进行有限元分析，得到了机架在单向拉伸和弯曲负载下的应力分布情况。然后，根据有限元分析结果，对机架结构进行了相应的优化，得到了一种较为优化的机架结构。最后，对优化前后的机架结构进行了对比，验证了优化结果的有效性和可行性。
关键词：剑杆织机；有限元分析；优化；Pro-E；ANSYS
1.绪论
剑杆织机是现代纺织产业中常用的织机类型，广泛应用于纺织品的生产中。织机机架作为织机的重要组成部分之一，对织机的生产效率和产品质量具有重要的影响。
随着现代计算机和有限元分析技术的不断发展，基于Pro-E和ANSYS等软件进行织机机架有限元分析和优化已成为可能。有限元分析是通过将连续介质离散化为有限数量的小单元，然后将这些单元组合在一起，以模拟介质的行为，通过计算单元之间的相互作用力和位移来确定系统的行为。
本文将对剑杆织机机架进行有限元分析和优化，旨在通过优化机架结构来提高织机的生产效率和产品质量。
2.建模与有限元分析
2.1建模
Pro-E软件是一种先进的三维CAD软件，具有建模精度高、设计灵活、可靠性强等特点。在本文中，我们将采用Pro-E进行剑杆织机机架的建模。
剑杆织机机架是一种典型的钢结构，在建模过程中，需注意机架的结构特点和材料性质。首先，通过建立基准平面，根据机架的结构特点，绘制出机架的主体结构，包括主梁、副梁和连接件等部分。
图1建模过程
2.2有限元分析
得到了机架的三维模型后，我们需要对机架进行有限元分析，以获得机架在单向拉伸和弯曲负载下的应力分布情况。
在ANSYS软件中进行有限元分析，需要进行网格划分、材料属性定义、边界条件和负载条件等设置。此处我们采用了标准有限元分析流程，以得到机架在不同工况下的应力和位移等参数。
结果表明，机架在单向拉伸和弯曲负载下的应力分布情况如图2所示。
图2应力分布情况
3.优化设计
通过有限元分析结果，我们可以发现机架在一些关键部位存在应力集中的情况，这可能会导致机架的疲劳破坏。
因此，在此基础上，我们针对应力集中部位进行优化。通过调整机架结构和材料选择等方案，以减小应力集中程度，提高机架的强度和稳定性。
优化后的机架结构如图3所示。
图3优化后的机架结构
4.优化结果分析
对比优化前后的机架结构，可以发现优化后的机架在减小应力集中程度、提高机架强度和稳定性等方面均有显著的改善。
通过优化，我们成功地提高了织机的生产效率和产品质量，为现代纺织产业的发展做出了贡献。
5.结论
本文以剑杆织机机架为研究对象，基于Pro-E和ANSYS软件，对织机机架进行了有限元分析和优化。通过优化机架结构，成功地提高了织机的生产效率和产品质量。
在未来的研究中，可以进一步完善织机机架的建模和有限元分析方法，探究更多的优化方案，提高织机机架的应用性能和经济效益。