基于MATLAB/Simulink的进给系统机械刚度的仿真分析

机械刚度是反映机械结构抵抗变形的能力。如果传动机构的刚度不足,必然会使传动机构产生弹性变形,影响系统的定位精度、动态稳定性和响应的快速性。主要应用Simulink软件仿真分析机械传动机构中扭转刚度和轴向刚度对进给系统运动稳定性的影响,仿真结果表明:机械刚度中的轴向刚度对进给系统平稳性的影响要远大于扭转刚度,所以应着重通过提高轴向刚度来抑制刚度不足引起的进给运动的不平稳。     

大型螺纹旋风铣床主传动系统轴向刚度的分析与研究

文章以大型螺纹旋风铣床的主传动系统为对象,并运用赫兹接触模型及相关理论,研究了主传动系统中丝杠螺母轴向接触刚度和支承轴承的轴向刚度与轴向负载的关系、丝杠轴及丝杠的扭转等效轴向刚度与负载作用位置的关系,并使用贡献比来评价主传动系统各组成部分对系统整体刚度的影响。计算结果表明:主传动系统整体刚度随轴向负载增加呈非线性增加,在丝杠中间处时系统整体轴向刚度值最小,且整体轴向刚度主要取决于轴承轴向刚度和丝杠轴的轴向刚度。其中,轴承刚度贡献比最大,为65%以上,丝杠轴的轴向刚度贡献比小于31%,而丝杠螺母接触和丝杠扭转引起的轴向刚度的贡献比非常小。因此提高轴承轴向刚度是提高大型螺纹旋风铣床主传动系统刚度的关键。     

基于缩聚理论的主轴箱刚度表征方法

基于刚度缩聚的思想，提出面向复杂载荷的机床及其零部件的刚度矩阵归一化表征模型，能够实现任意载荷构型下刚度特性的一致性表达。以主轴箱为工程对象进行实例应用，建立包含参数信息的刚度表征模型，识别刚度薄弱方向，明确刚度设计的优化目标。分别采用刚度表征模型和有限元分析法求解镗削加工主轴箱变形量，验证刚度表征模型的准确性。对比两种方法的求解结果，可知基于缩聚理论的刚度表征方法能够在保留系统刚度特性的同时，快速求解变形量，提高了分析效率。     

对高速电主轴静刚度的测试及分析

为研究高速电主轴静刚度的特性,利用DH3818静态应变测试仪,以高速电主轴为本体,研究高速电主轴静刚度与作用在电主轴上的力之间的关系。使用静态应变测试仪和力传感器在电主轴处于稳定状态时对1.5×10~4r/min电主轴和6×10~4r/min电主轴的径向刚度和轴向刚度进行测试,通过测试得知:高速电主轴静刚度大小与端部变形量成反比。对比分析1.5×10~4r/min电主轴轴向刚度与径向刚度,可知电主轴径向刚度远远大于轴向刚度;对比分析1.5×10~4r/min与6×10~4r/min电主轴径向刚度,可知最高转速低的电主轴比最高转速高的电主轴刚度大。又因为过低的静刚度会对数控机床的性能造成影响,所以提高电主轴静刚度也可使机床的性能得到提高。     

典型故障对直齿轮啮合刚度的影响

以外啮合圆柱直齿轮为研究对象,采用有限元法计算典型故障齿的啮合刚度,分析故障齿齿面应力分布特征以及主动轮的齿向载荷分配,研究含齿根裂纹、齿面断裂、齿面点蚀故障的齿轮副对啮合刚度的影响以及载荷变化引起的裂纹故障齿的啮合刚度的变化。分析结果表明:贯通裂纹齿啮合刚度相比斜裂纹齿啮合刚度变化明显,单齿啮合刚度变化更为突出;载荷较小时裂纹故障齿啮合刚度随载荷增大而增大,载荷超过一定值后啮合刚度趋于定值;齿面断裂面的大小严重影响齿轮啮合刚度。     

基于变形敏感性分析的机床整机刚度优化分配方法

机床整机刚度的优化分配可以提高机床性能和降低成本。以某精密数控车床为例,结合多体系统理论和齐次坐标变换原理,建立了机床整机刚度与部件刚度之间的映射关系模型。利用该模型,定量计算各部件刚度对机床整机刚度的影响程度。以此为依据,选择最有效的优化部件及其刚度方向。最后,以成本最低为优化目标,采用遗传算法,完成机床主要部件刚度的优化分配。这种方法能够提高机床刚度控制的效率和效果。     

卧式加工中心主轴静刚度特性的试验研究

介绍了卧式数控加工中心主轴的静刚度特性所开展的试验研究。根据预加载荷测得的静刚度试验数据,应用最小二乘法拟合得到主轴在加载和卸载时的静刚度曲线。研究后发现,主轴卸载刚度大于加载刚度;相同结构尺寸机床,主轴最高转速低的机床主轴静刚度要高于主轴最高转速高的机床;相同最高转速和结构的机床,尺寸大的机床主轴静刚度要高于尺寸小的机床;采用电主轴结构的机床主轴静刚度要高于同类型采用机械式主轴结构的机床。研究结果可以对国产卧式加工中心改善主轴部件静刚度设计提供参考。     

考虑接头几何参数的I-core全钢三明治板的刚度分析

激光焊接I-core三明治板常用的刚度设计公式,没有考虑接头几何参数的影响,在实际应用中其准确性受到影响. 通过外伸三点弯曲试验,对六种接头几何参数的I-core全钢三明治板的弯曲刚度和剪切刚度进行测量,并结合有限元计算,分析了接头几何参数对弯曲刚度和剪切刚度的影响. 结果表明,增加焊缝宽度可显著提高弯曲刚度和剪切刚度,而焊缝宽度大于60%芯板厚度后,焊缝宽度对刚度的影响减小. 间隙对刚度的影响可忽略.基于此结果,对三明治板设计时常用的刚度公式进行了修正.     

基于微观接触模型的支撑基座刚度分析

针对支撑基座的竖直刚度计算问题,围绕如何提高有限元计算准确性,提出一种等效刚度模型替代宏观结构模型的分析方式,基于有限元法进行微观粗糙表面仿真和分析,利用积分思想计算等效刚度。通过轮廓扫描仪获取真实工件表面的形貌数据,重构符合高斯分布的微观粗糙表面,使用ANSYS软件仿真计算接触刚度,结果与不同理论接触模型对比,验证了有限元微观接触表面刚度的合理性。将宏观结构模型有限元计算刚度与等效刚度模型计算刚度对比,结果表明接触面的塑性变形和曲面的基体变形对刚度影响最大,为后续支撑系统的结构优化提供依据。     

考虑位姿变换的钻铆工业机器人刚度寻优

针对航空航天飞机蒙皮壁板等大尺度构件自动钻铆加工中工业机器人刚度较低、加工精度差的问题,以KUKA KR600 R2830型工业机器人为例,通过调整工业机器人加工位姿的方式进行刚度优化。建立所选型号工业机器人运动学模型,在此基础上建立刚度模型并通过刚度辨识实验求解工业机器人各关节刚度;采用蒙特卡洛法绘制工业机器人作业空间并结合刚度性能评价指标在工作空间基础上绘制刚度云图,表征机器人刚度性能分布;结合参数优化后的模拟退火算法求解机械臂刚度最优位姿及当前位姿下的关节角;最后利用仿真及实验进行验证,证明刚度最大位姿的有效性。此方法可为高精重载工业机器人的加工稳定性研究提供思路和指导,提升6R工业机器人钻铆质量。     

2-PRR并联机构的静刚度试验研究

在不考虑驱动电机刚度的条件下,分别在2-PRR并联机构的连杆平面内的3个典型位置沿X和Z向分步加载,测量得到了在相应方向上的位移值,给出不同位置和方向上的刚度曲线,并将所测的位移值与边界元法计算的位移解析值进行了比较。结果表明:在同一个测量点,Z向刚度明显比X向刚度大,在不同的测量点,其特定方向的刚度虽有变化,但刚度变化在同一数量级;实际测试的相对刚度值与边界元计算的理论刚度值的变化趋势一致。     

基于ANSYSworkbench的双进给珩磨头的刚度优化

在保证刚度要求的同时,双进给珩磨头的轻量化对珩磨加工有重要影响.利用ANSYSwork-bench软件对中型双进给珩磨头进行静刚度分析,并利用灵敏度分析提出刚度优化方案,在保证自身刚度的前提下减轻了珩磨头重量,为大型珩磨头刚度优化提供理论参考.     

闭式压力机立柱刚度的优化设计

讨论了闭式压力机立柱的刚度设计问题。导出了立柱刚度设计中必须满足的两个不等式。分析了影响闭式压力机立柱刚度的各个因素。     

闭式压力机立柱刚度的优化设计

讨论了闭式压力机立柱的刚度设计问题。导出了立柱刚度设计中必须满足的两个不等式。分析了影响闭式压力机立柱刚度的各个因素。     

基于可靠性分析的主轴优化设计

基于Workbench软件对加工中心主轴静刚度进行研究。在静力学分析基础上,以主轴质量为约束条件,对主轴进行了静刚度优化设计;在考虑主轴尺寸、载荷、材料性能以及轴承刚度等参数随机分布的情况下,利用概率统计的思想对优化后的主轴进行了six sigma可靠性分析。结果表明,优化后主轴刚度提升17.5%,满足使用要求;可靠性灵敏度分析表明外载荷、轴承刚度以及主轴外径的随机变化对主轴刚度影响较大;优化后的主轴可靠度达到100%,安全可靠。     

注射模塑料熔体的刚度计算

注射模塑料熔体的刚度计算浙江宁波机械工业学校（浙江宁波３１５０１０）林裕华董明高１引言本文讨论的不是注射模的机械刚度（如模具侧壁、模板的刚度），而是塑料熔体的刚度、锁模系统油液的刚度。虽然多数场合，熔体与油液看成是不可压缩的，但在塑料注射成形时，熔体...     

激光焊接Web-core全钢三明治板的刚度分析

采用自行设计的满足简支条件的实验装置,对激光焊接Web-core全钢三明治板进行外伸三点弯曲试验,在弹性变形范围内测定左、右外伸端挠度、跨中挠度和载荷,并根据刚度分离法计算得到弯曲刚度和剪切刚度。试验测定的弯曲刚度为1.65×105N·m,剪切刚度为4.76×105 N·m。Web-core三明治板常用的3种刚度设计公式中都未考虑两芯板间面板的局部变形引起的挠度,从而计算的弯曲刚度比试验测定的值大,为试验值的5.2倍,剪切刚度比试验测定值小,为试验值的0.7倍。     

轴承预紧对机床主轴刚度的影响

阐明了用有限元法分析计算机床主轴组件刚度的步骤和方法,并对主轴刚度进行计算,讨论不同预紧条件下,轴承刚度对主轴性能的影响;并探讨轴承预紧后,增大预紧量对主轴刚度的影响。结果表明:支承轴承预紧的增大使主轴弯曲刚度增幅最大为22%,而对固有频率的影响不明显。     

钢板刚度特性的影响因素

刚度属于冲压件的使用性能，是弹性范围内抵抗外力载荷的能力。关于冲压件刚度的影响因素，至今没有明确的结论。本文创造性地以原始钢板为研究对象，利用动力显式有限元仿真软件，分析了不同厚度、不同强度钢板的刚度特性，揭示了厚度、强度、弹性模量、泊松比等因素对钢板刚度的影响因素，从而为揭示冲压件刚度特性的影响因素奠定了良好的基础。     

金属成形设备的发展方向

金属成形设备当前的主要发展方向是机械化自动化,提高设备刚度和降低噪音。文中列举实例,介绍了压力机的线刚度值、角刚度值和滑块的水平位移值。