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电子束焊机与其它普通焊机相比,其焊缝具有:深宽比大、热影响区小、焊缝内部质量高等优点,在工业各领域得到了越来越广泛的应用。而真空箱体是电子束焊机的主要承载部件,电子枪、工作平台及一些精密部件直接装配在上面,其变形直接影响到设备的工作精度。因此,对电子束焊机的真空箱体进行变形研究及结构优化设计,控制变形达到精度要求允许的范围并使箱体重量及结构合理,对其设备的设计及获得高精度的电子束加工设备具有重要意义。 电子束焊机的真空室以盒形壳体为主,现经某企业委托,为找出合理控制其变形的方法,本文通过ANSYS软件对其进行了一系列研究,主要工作如下: (1)对真空箱体进行了模态分析,并结合箱体自身特征,找到了箱体最易发生变形的部位;通过对比箱体前大板与整个箱体的变形情况,得出结论:在变形关系研究中可以用箱体前大板来代替整个箱体进行变形研究。 (2)研究箱体壁厚与其变形间的关系。研究不同壁厚箱体前大板变形,找到了箱体壁厚与其变形间的关系,并得到了1号箱体满足变形要求下的最小壁厚值,从而实现了对1号箱体的优化。 (3)通过查阅文献,得到了周边固定矩形薄板的变形挠度公式。结合计算机软件(VC++及 QT软件)将其进行了计算机化,并通过实际生产应用,验证了它的合理性,该成果可以应用于无加强筋的箱体壁厚设计。 (4)研究加强筋分布与箱体变形间的关系。在箱体前大板均布不同数量的加强筋,观察其变形,总结了一些有参考价值的理论成果,并得到了有效控制箱体变形的筋板分布规律。研究结果表明:对于盒形真空箱体,纵向分布的加强筋对箱体变形的控制作用优于横向分布的加强筋。 (5)研究加强筋尺寸与箱体变形间的关系。改变箱体前大板加强筋尺寸,观察其变形,总结了一些有参考价值的理论成果,并得到了有效控制箱体变形的筋板尺寸区域。研究结果表明:加强筋高度的增加对箱体变形的控制作用优于加强筋厚度的增加。 (6)利用加强筋的研究成果对2号箱体进行了优化,并将其成果应用于与2号箱体尺寸类似的真空箱体,进行了实测检验,验证了以上研究成果是正确合理的。