基于结合面的车铣复合加工中心有限元建模

结合面是影响机床动态特性的关键因素,在机床有限元建模过程中必须考虑结合面的影响.以某车铣复合加工中心为研究对象,基于固定结合面和移动结合面的有限元建模,建立了整机的有限元模型.对整机有限元模型进行模态分析,并对整机进行模态试验,然后将整机的模态分析的计算结果与实验结果相比较,证实了该有限元模型的准确性和该结合面建模方法的有效性.     

基于ANSYS Workbench的内螺纹磨削中心整机动态特性分析

以四轴三联动内螺纹磨削中心为研究对象,通过对CAD模型进行简化,运用ANSYS Workbench 对结合面的处理功能建立了整机有限元模型.在模拟机床工况的情况下,进行了整机的静、动态特性分析,得出了机床的动刚度比静刚度小很多.由模态分析知,机床固有频率有效的避开了自激振动频率,不会发生共振.通过谐响应分析,找出了机床在动态磨削力下的薄弱环节,并结合振型提出了提高整机动态特性的措施,为机床的开发设计和结构优化提供了理论参考依据.     

基于ANSYS的重型机床-基础系统动态特性分析

重型机床的动态特性主要受结合面和基础的影响,其性能直接关系到工件的加工精度。采用分形理论建立结合面节点刚度模型,通过计算各节点压强值,从微观角度采用MATRIX27矩阵单元将节点刚度值导入宏观结合面中;然后建立了考虑结合面的重型机床-基础有限元模型,采用ANSYS对重型机床-基础系统振动模态及谐响应进行仿真分析;最后对比现场实验验证了模型的正确性。基于该模型研究了箱基轮廓尺寸对重型机床-基础系统动态特性的影响规律,通过上述模型能够验证重型机床-基础系统结构的合理程度,为进一步改进指出方向。     

某型号加工中心整机模态的分析测试及预测评价

为了准确、有效、快速地获取某型号加工中心整机的固有频率和振型,结合改进弹簧刚度法与虚拟材料法对某加工中心关键结合面进行了处理,建立了该加工中心的有限元模型。采用有限元分析法获得了该加工中心的前4阶模态参数,以有限元分析结果为指导,确定模态测试的布点密度、测点位置、采样频率、边界条件等试验参数;采用SIMO锤击法对该加工中心进行模态测试,通过比照模态分析与模态测试的结果,修正仿真模型获得更为精确的仿真模型。分析结果表明:使用改进的弹簧刚度法与虚拟材料法比单独使用弹簧刚度法及虚拟材料法能够更加准确地拟合试验结果。最后,根据机床实际工况确定边界条件,以模态仿真结果为依据对机床动态特性进行评价,为后续建立机床适应性评价体系提供了可行、准确的特征参数提取方法。     

直线电机驱动的微铣床整机动态特性分析

以直线电机驱动的三轴微型数控铣床为研究对象,用结合面积分法计算出机床各主要结合面的参数,分别建立考虑结合面和不考虑结合面影响的两种整机有限元模型,并对两种模型进行模态分析。搭建了微铣床模态测试系统,完成了实验模态分析。实验结果表明,零件结合面对机床模态具有较大影响;实验模态测试结果和考虑结合面影响的模态分析结果基本一致,最大误差为8.1%,验证了考虑结合面整机有限元模型的合理性和正确性。在此基础上完成了整机谐响应分析,分析结果表明,主轴底端最大动位移为1.2μm,基本满足机床的设计要求。     

基于模态分析的VMC850E加工中心改进设计

通过有限元和试验法,对VMC850E加工中心进行了模态分析,采用有限元分析软件ANSYS在机床实体模型的基础上,利用SOLID45单元和和结合面阻尼弹簧单元COMBIN14建立起机床的有限元模型,并进行了模态分析得出机床的八阶模态和振型.通过试验模态分析进行验证,确定机床的不稳定模态,为机床的进一步优化设计提供了有效的模型和方法.     

微型移动龙门式铣床本体静动态特性分析

机床有限元分析可以准确预测机床的性能,缩短机床研发周期,且龙门式铣床具有行程大、占地面积小等优点,因此龙门铣床的结构设计受到了广泛关注。以微型移动龙门式铣床为研究对象,建立了其本体结构有限元模型,在具体工况下对其进行静力学分析,得到了其应力、位移云图和静刚度;通过模态分析,得到其前十阶模态固有频率和主振型。找到了机床的薄弱环节,为该铣床结构优化提供了依据。     

多轴联动龙门式加工中心主体结构有限元分析

采用有限元软件SAMCEF Mecano,建立了多轴联动龙门式加工中心主体结构的仿真模型,基于结合面特性参数数据库,采用用户自定义矩阵来处理机床结合部的接触问题,对加工中心进行了静、动态特性分析,得出了加工中心的静刚度、模态振型、动刚度.找出了机床的薄弱环节.通过建立动态的有限元模型,对加工中心进行了动力学分析,得出不同时刻应力变化云图.验证了静、动态特性分析的正确性.这些内容为进一步的研究加工中心的动态特性、结构优化设计以及轻量化设计提供了重要依据.     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮机床静动态特性仿真分析

以变双曲圆弧齿线圆柱齿轮专用机床为研究对象,建立了简化的有限元模型,在ANSYS Workbench中对专用机床进行静动态特性分析.通过对机床在仅受重力以及重力与铣削力共同作用两种条件下的整机静态特性进行分析,找出机床结构系统静刚度的薄弱环节,并提出改进方法;通过整机模态分析获得了前六阶固有频率及振型,同时基于模态分析...     

高速电主轴单元-主轴箱体结合面模态分析与研究

为准确了解高速电主轴的动态特性、提高加工精度,利用ANSYS Workbench建立基于高速电主轴单元-主轴箱体结合面特性的有限元分析模型,又利用吉村允孝法确定结合面的刚度,而后对其进行模态分析和谐响应分析,得出其固有频率、振型和动刚度。最后采用锤击法试验验证,证明该分析方法的有效性,为产品设计分析提供理论依据。     

三自由度并联机床动态有限元分析

对并联机床进行动态性能分析有着重要意义。应用工程分析软件,建立了一种三自由度并联机床整机的有限元模型,对整机进行了模态分析,提取了整机前十阶固有频率和振型。为了解各阶频率对机床动载荷的响应情况,在模态分析的基础上对整机进行了谐响应分析,得到了动平台、球铰、滑鞍等关键部位的频率位移响应曲线。分析结果表明,机床的第2阶和第4阶固有频率对机床动态性能影响最大。球铰结合部为机床结构中薄弱环节,由此提出了机床结构优化设计建议,将球形铰链更换为虎克铰链,从而提高了机床的动态性能。     

机床立柱的粘弹性阻尼控制有限元分析研究

通过建立机床立柱的三维有限元模型，基于大型有限元分析软件ANSYS，应用模态应变能迭代法，分析了粘弹阻尼处理机床立柱结构的动力学特性，并进行了阻尼位置的优化研究，以最小的附加质量获得最佳的振动效果。该方法能够简便有效地应用于实际粘弹性阻尼处理结构的阻尼预测和优化，对阻尼工程应用具有较大的理论和应用价值。     

大型高效数控铣床有限元模态分析

应用ANSYS有限元软件对大型高效数控铣床进行了模态分析。在其三维实体模型的基础上建立了该机床模态分析的有限元模型,通过对模型的求解得出了前九阶固有振动频率和相应的主振型。并在此基础上,指出了机床存在的不足,对此又建立了四种不同的模型并分别进行求解。通过对四种模型所求结果的比较,提供了一种较为合理的结构设计方案。     

基于结合面参数的机床整机有限元建模与分析

基于结合面参数,利用ANSYS建立了AV1200-2五坐标立式铣床整机有限元模型。通过模态试验与有限元计算结果对比分析,验证了文中建模方法的正确性。最后,结合有限元与试验模态分析的结果,初步识别了整机结构的薄弱结合面及薄弱结构,并提出了相应的修改建议。     

CK6310型数控机床主轴箱动态特性研究

为了全面分析主轴箱的动态特性,掌握准确的动态参数,以CK6310型数控车床主轴箱为研究对象,采用Lanczos法有限元模态分析对其进行动态特性研究,并用模态实验验证了有限元模态分析的正确性,证明得到主轴箱的动态参数是可信的,为主轴箱结构改进提供了理论依据.     

数控机床进给系统静动态特性分析

进给系统作为数控机床的主要组成部分,其性能直接影响机床的加工精度和加工效率,对其静动态特性进行分析有着重大的意义。运用有限元方法对数控机床进给系统进行静动态特性分析,得到进给系统的静力变形云图、固有频率以及振动特性。分析结果表明:进给系统最大变形为5.6μm、最大屈服应力为2.8 MPa、安全系数达到15,均符合要求,说明系统结构刚度好,设计合理;模态分析结果为预防共振、保证加工质量提供了理论依据,有一定的工程应用价值。     

滚柱直线导轨副结合面参数识别与数值模拟

导轨副结合面静、动态特性对于机床整机性能有着显著的影响,导轨副结合面参数准确识别是机床整机性能预测的基础。国内现有导轨副设计方法落后,严重制约了机床功能部件及整机制造行业的发展。建立一种实用的滚柱直线导轨副动力学建模方法,采用有限元法对导轨副的自由和约束模态进行分析研究,并分别进行了实物模态特性测试,最后将仿真分析结果和实验测试结果进行对比。结果表明:仿真计算结果与试验结果的误差在8%以内,所建立的滚柱直线导轨副动力学模型具有较高的精度,可用于导轨副乃至机床整机特性预测。     

基于模态应变能灵敏度的数控机床床身结构分析与优化

基于床身有限元模型进行模态分析,选取1阶模态下模态应变能集中的位置,引入灵敏度分析方法对床身的设计尺寸进行优化。优化结果表明:优化后1阶模态应变能分布均匀,降低了床身质量,同时可以减少结构优化的盲目性,提高优化效率。文中的优化设计过程与方法可推广到机床其他部件的结构动态性能优化中,从而为机床整体结构动态特性的改进、优化设计提供了重要的方法和理论依据。     

T2120深孔钻镗床床身的结构分析与优化设计

以T2120深孔钻镗床床身结构优化为例,利用ANSYS的APDL语言建立了T2120深孔钻镗床床身参数化的三维实体有限元模型;利用ANSYS中Block Lanczos方法对床身结构进行模态分析,得到了前5阶固有频率及前3阶低频振型;利用ANSYS中Design Opt模块,在基频约束情况下对床身结构的参数做了进一步的优化,获得了较为理想的机床床身结构尺寸。结果表明:在保证床身各种性能的前提下,床身优化后的质量比优化前减少了7.23%,同时表明APDL的使用,对加快分析进度、提高设计效率具有重要的指导意义。