数控机床立柱结构有限元分析与优化设计研究

立柱是机床基本的零部件之一,其静动态特性对机床整机的性能有很大影响。为保证机床的静动态特性及工件的加工精度,运用SolidWorks三维软件和Ansysworkbench有限元分析软件时立柱进行了静力学分析和模态分析。根据仿真分析结果,针对立柱的薄弱环节进行相应的结构改进优化,并对改进后的立柱进行静动特性分析。仿真结果表明：改进后立柱的变形量减少了7．6％,一阶模态频率提高了27．4％,同时质量减小了26kg,静动态特性得到了明显提高。为数控机床静动态性能的提高提供了理论依据。     

锥齿轮传动形性测试仪整机结构的动态特性分析

针对锥齿轮传动形性测试仪进行齿轮传动误差、振动噪声测量时,其模态对测量结果产生影响的问题,对试验仪的动态性能进行了分析和测试。首先使用Solid Edge进行了结构建模,使用ANSYS Workbench进行了模态分析,并进行了谐响应分析;然后使用压电传感器和加速度传感器采集了动态响应数据,并利用DASP软件进行了实验模态分析,进行了不同工作状态下的振动数据采集;通过有限元仿真和实验模态得到了仪器的前6阶模态,证明了实验模态分析与软件仿真得到的模态分析结果基本一致;仿真得到了整体结构XYZ 3个方向的位移谐响应曲线;分析了不同工作状态下振动信号,发现了振动信号与仪器模态有明显联系;利用模态分析结果确定了仪器在工作条件下需要避开的共振频率区域,并通过振动实验确定了主动轴与机床连接部分为仪器动态特性的薄弱位置。振动实验分析结果表明:在仪器工作条件下,仪器第1阶固有频率应避开与齿轮转频、啮频相同的区域。     

机床立柱动态特性的分析

建立立柱的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件ANSYS对立柱部件进行了模态分析,得出了立柱前五阶固有频率和振型.了解立柱部件的各阶振动模态的特点,对于我们研究立柱部件的动态特性是十分必要的,有利于机床立柱系统的整体设计.     

基于ANSYS的机床立柱动态特性分析

以GTM2500数控机床立柱为分析研究对象,主要利用ANSYS分析软件对机床立柱进行模态分析和谐响应分析,确定床身各阶振动模态和固有频率,确定变形最大区域,在此区域选取一点进行谐响应分析。了解机床立柱动态特性,有利于避开机床加工共振频率范围。     

加工中心立柱动态特性分析与比较

立柱作为数控加工中心的重要结构部件之一,其动态特性的好坏对机床的切削效率、加工精度和抗振性等性能的影响较为突出,通过实验的方法获取立柱结构的准确模态可为整机性能的优化提供重要依据。采用锤击法对两种不同结构的立柱进行了模态实验,得到了相应的固有频率和振型,并验证了实验结果的正确性。分析和对比结果显示,在实现质量轻化的同时,改进后的立柱的动态性能仍明显优于改进前的立柱,为立柱的结构的选取和进一步优化提供了现实依据。     

高速龙门加工中心立柱静态设计与动特性分析

立柱静动态特性对机床整机的性能有很大影响,基于有限元设计高速龙门加工中心立柱结构,为保证机床的动态特性,在ANSYS Workbench软件中建立立柱的有限元模型,并分析立柱两种工况的受力,然后对其进行静力学、模态和谐响应性能分析。仿真结果表明:两种工况下立柱的静态刚度和强度、振动特性均能满足设计指标;谐响应分析找出了立柱在激振频率作用下的共振频率。验证了立柱结构设计的合理性,并为有效避开共振频率,实现高速龙门镗铣床的高速度、高精密切削加工提供了理论依据。     

加工中心关键部件的动态特性分析

可分度车削头是加工中心的关键部件,它的动态特性好坏直接影响到机床的加工精度和表面粗糙度.以车削头为研究对象,利用Solidworks实体建模,借助有限元分析软件ANSYS进行模态分析,并采用现有的高精度信号采集仪和测试分析软件进行模态试验.对比这两种不同的模态分析结果,找出了该关键部件的薄弱环节.结合对车削主轴动刚度的测试,为提高机床的动态性能和结构优化提供了有效依据.     

2MK2250＋150高档数控珩磨机立柱有限元静动态分析

针对开发研制2MK2250＋150高精度立式珩磨机床的需要,采用Pro/E软件建立模型和ANSYS软件作为分析工具,对立柱进行静力和模态分析,得到了应力云图、位移云图及前五阶模态.由分析可知,应力和应变值均较小,固有频率大,动态特性好,满足珩磨机床的立柱加工精度要求.     

树脂混凝土在MK7132B数控卧轴矩台平面磨床上的应用

通过对MK7132B数控卧轴矩台平面磨床进行有限元模态分析,表明立柱是MK7132B数控卧轴矩台平面磨床的薄弱部件之一;在立柱内部空间增加树脂混凝土材料,并对立柱进行有限元模态分析,分析结果显示,改进后立柱的动态性能有明显的提高,所做的研究对机床设计具有指导意义。     

利用模态分析的机床立柱改进

机床在工作时,由于要承受各种变载荷而产生振动,其精度和寿命会受到影响,因此有必要对机床进行模态分析,了解其动态特性,以便进一步分析和改进。采用3D建模软件对机床进行建模和装配,将得到的模型导入HYPERMESH建立有限元模型,再将有限元模型导入ANSYS进行模态分析,得到机床在两种工作情况下的固有频率和振型。最后根据模态分析结果对机床立柱进行优化,得出优化结构。     

高速磨床机械结构参数化建模与模态分析

基于动态子结构法建立了高速磨床零部件和整机的实体参数化模型,利用MSC. Patran/Nastran建立了高速磨床机械结构的有限元模型,并对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了模态分析。应用LMS振动及动态信号采集分析系统对主轴、床身和床身-工作台组合结构进行了实验模态测试与分析。实验表明,采用基于假想材料的高速磨床结合部模拟技术可使磨床组合结构的动态实验结果与有限元模态分析结果相吻合,实验测试得到的高速磨床机械结构动态特性和利用有限元软件仿真分析得到的结果是一致的,说明利用子结构法建立高速磨床机械结构实体参数化模型是正确可行的。     

Studies in dynamic design of drilling machine using updated finite element models

The aim of the present work is to develop updated FE models of a drilling machine using analytical and experimental results. These updated FE models have been used to predict the effect of structural dynamic modifications on vibration characteristics of the drilling machine. Two studies have been carried out on the machine. In the first study, modal tests have been carried out on a drilling machine using instrumented impact hammer. Modal identification has been done using global method of modal identification. For analytical FE modeling of the machine, a computer program has been developed. The results obtained using FEM, have been correlated with the experimental ones using mode shape comparison and MAC values. Analytical FE model has been updated, with the help of a program, which has been developed using direct methods of model updating. In the second study, modal testing has been carried out using random noise generator and modal exciter. Global method has been used for modal identification. Analytical FE modeling has been done using I-DEAS software. Correlation of FE results with the experimental ones has been carried out using FEMtools software. Updating of the analytical FE model has also been done using the above software, based on an indirect technique viz. sensitivity based parameter estimation technique. The updated FE models, obtained from both the studies have been used for structural dynamic modifications (SDM), for the purpose of dynamic design and the results of SDM predictions are seen to be reasonably satisfactory.     

五轴联动铣床的实验模态分析

对五轴联动铣床采用锤击脉冲激励法和变时基采样方法进行实验模态分析,获得机床的各阶固有频率、振型及其相应的振型动画。在此基础上进行机床的结构动态分析,得到其结构动态特性,找出机床的结构薄弱环节,提出提高机床整体结构动态特性的方法,为机床的结构动态设计及其优化提供依据。     

SL500/HZ超精密平面磨床的试验模态分析

为了改善S1500/HZ超精密平面磨床的动态性能,应用模态分析的基本理论,得出了试验模态分析的理论和方法.根据SL500/HZ超精密平面磨床的实际工作状态和试验的实际环境条件,采用脉冲锤击法对SL500/HZ超精密平面磨床进行了试验模态分析,得到了该机床结构的前8阶模态参数和模态振型,然后对所得模态参数进行了参数识别,...     

六自由度并联平台的模态分析方法研究

通过实验模态分析和灵敏度分析的方法可以获得六自由度并联平台在典型位姿下的低阶固有频率、振型、阻尼比,并确定其薄弱环节.以BKX-Ⅰ型并联机床为例对六自由度并联平台的实验模态分析和灵敏度分析方法进行了研究,并提出了提高六自由度并联平台动态特性的具体措施,为其结构的动态设计和优化设计提供了有效方法.     

数控机床动态特性测试与分析研究

应用试验模态分析方法对某型号数控机床进行了模态试验,得到其固有频率、阻尼比、模态振型、动刚度等参数。测试结果表明,主要薄弱环节集中在滑枕、滑板、立柱处。将现代测试手段和模态分析技术相结合,在综合分析实验结果的基础上,提出在滑枕处增加镶条来提高机床动刚度的方法,并用实验验证了改进措施的有效性。     

电动服装剪裁机的振动实验分析

本文利用锤击激振实验测试方法和微机动态信号测试与分析技术，对电动服装剪裁机进行了振动实验分析，确定了该机振动的频率结构和振动类型；并在对振动信号传函分析的基础上，利用Ｎｙｑｕｉｓｔ曲线拟合方法进行模态识别，得到其各阶固有频率及阻尼比等参数，为电动服装剪裁机动态性能的改进提供了有益的参考．     

基于ANSYS的铣床工作台动态特性分析

基于ANSYS软件建立了数控铣床工作台的三维有限元模型,对工作台进行了无预紧力和有预紧力情况下的模态分析,分别得出了工作台前4阶的固有频率和振型。分析结果为评定数控铣床工作台的动态特性提供了依据,也为对铣床进行进一步动力学分析打下了理论基础。