精密卧式加工中心结构件质量分布与优化研究

精密加工中心结构件的合理质量分布,对于整机动态特性有着显著的影响。为在总体设计阶段主动设计机床结构件质量,文中基于i SIGHT软件搭建了多学科联合仿真平台,综合集成creo的三维参数化建模、ANSYS中APDL(Parametric Design Language)的有限元参数化建模;利用试验设计(Design of Experiment,DOE)、响应面模型法和多目标遗传算法的优化分析过程;以整机动态特性最高为目标得到的最优解集为依据,分析总结出结构件最佳质量比。以某框中框结构机床为例,基于上述研究的结论调整结构件质量;结果表明:调整整机结构件质量分布后,整机1～5阶固有频率分别提高12.6%,4.8%,6.1%,0.9%,2.4%。     

高架桥式五坐标龙门加工中心整机动特性分析

基于试验识别机床各结合面参数，本文建立了机床整机有限元模型，并进行了静态、动态和谐响应分析，在此基础上找出机床结构的薄弱环节，为机床结构优化设计提供技术支持。     

加工中心动态特性的有限元分析及实验研究

在某加工中心有限元模型中引入用户自定义单元来模拟结合面的刚度,并用ANSYS对其进行模态分析.同时对加工中心的龙门架、滑鞍和主轴箱进行模态实验.并将实验所得数据与有限元计算结果进行比较,得到二者频率值相差不大,从而验证了理论计算的可靠性,并为加工中心结构薄弱环节的进一步改进提供了参考.     

装配质量是影响加工中心前期故障的主要原因之一

在设备寿命周期内的不同阶段,设备故障原因也有所不同。对维修人员来说,了解不同阶段设备出现故障的主要原因,有助于快速消除故障,缩短停机时间。笔者在维修中分析发现：装配质量是影响加工中心前期故障的主要原因之一。例证如下：例１台湾ＤＭ４４００Ｍ加工中心运行...     

用模态分析方法研究主轴部件质量分布对动特性的影响

本文讨论了研究主轴部件质量分布对其动特性影响规律的模态分析方法。发现质量分布对不同阶次的固有频率和模态柔度的影响存在着较大差异。指出正确调整主轴部件的质量分布,将有助于均化模态柔度在静柔度中所占比重,从而提高机床的切削稳定性。引用实验结果,初步证实了本文的结论。     

镗铣加工中心主轴减速箱热特性仿真与分析

对镗铣加工中心主轴减速箱进行三维建模,分析齿轮传动情况,通过计算齿轮热流密度以及轴承发热量得出热载荷,以计算所得各换热面的对流系数作为边界条件,求解主轴减速箱温度场,并进行热-结构耦合分析得到减速箱以及齿轮轴的热变形,与额定间隙进行比对,验证了主轴减速箱工作的可靠性。     

镗铣加工中心主轴箱热特性仿真及试验研究

对镗铣加工中心主轴箱进行三维建模,依据工况确定热源,计算得出热源发热量并作为热载荷,以计算得出的各换热面对流换热系数作为边界条件,对主轴箱温度场进行了模拟分析,得到温度场分布以及稳态、瞬态温度场变化规律。依据温度场模拟结果,进行了热-结构耦合分析得到主轴箱热变形。通过主轴箱温度测试实验对温度场模拟结果进行了验证,并对实验与仿真结果的误差进行了分析。研究结果为建立热特性分析模型以及热误差的补偿提供参考。     

基于立式加工中心的五轴加工曲面特性分析

以立式加工中心为例介绍了五轴数控加工中心的坐标系和旋转轴配置型式,通过与三轴联动加工中心的曲面加工路径的对比,分析并归纳了五轴数控加工中心的加工特性和优势,为工业生产中制造设备的选用提供了理论依据。     

FWV-6A加工中心大件的有限元分析和模态测试

为获取加工中心五大件准确的动、静态特性,进行有限元计算与模态测试相结合的分析研究,以立柱和主轴箱两大件为例进行说明。首先,通过有限元计算结果与模态测试结果对比分析得出各大件的固有频率和振型,两者的相互吻合验证了有限元模型建立的精确性。然后以该有限元模型为基础进行静态分析,得出各大件的最大应力及变形等数据。以上分析可为加工中心结构尺寸优化和拓扑优化设计指明方向,并提供可靠依据和约束条件。     

卧式加工中心整机的静动态有限元分析

利用有限元分析软件ANSYS对加工中心整机进行静力学分析和模态分析,得到其各主要部件的刚度和固有频率、固有振型.在此基础上计算了动静态特性,根据计算结果对其结构进行改进设计和优化.     

多设计载荷工况下风机整机动载荷特性分析

为研究风力发电机组在多种设计载荷工况下的动载荷特性,采用SIMPACK、TurbSim和AeroDyn软件协同仿真,以某5MW近海风力发电机组为例,在SIMPACK中建立其整机气-弹-控耦合仿真模型;根据IEC61400-1中规定的设计载荷工况,将风机叶片和塔架考虑为柔性体,使用PID变桨控制策略,模拟风机在正常湍流、极端湍流以及空载工况下风机运行情况,获得了风机轮毂处风速、叶片变桨角度及叶片载荷变化曲线;并对叶片根部载荷做频谱分析,发现叶根载荷频谱中轮毂转频对应频率处出现较大的峰值,是影响叶片疲劳寿命的主要因素。研究结果可为风力发电机组仿真及优化设计提供参考。     

立式加工中心整机动态特性的测试与分析

系统地阐述了与有限元法相结合的模态试验分析方法。首先利用ANSYS Workbench对加工中心进行有限元模态分析,根据模态分析结果和具体情况布置模态试验激振点和测振点,然后采用单点激励多点响应模态试验分析方法来获取完整模态参数,引入相干性函数分析测试信号的可靠性。最后通过模态试验结果和有限元计算结果对比分析,准确识别出加工中心关键振型的模态参数,为加工中心的动态优化设计提供可靠的基础。     

杂质颗粒对轴承润滑特性的影响

滑动轴承在工作中会有杂质颗粒混入,为研究杂质颗粒对轴承润滑特性的影响,基于流体润滑理论,建立考虑杂质颗粒的流体动压滑动轴承动静特性数学模型。采用有限体积法和一阶迎风对控制方程进行离散,采用SIMPLE算法对离散后的方程进行求解,分析颗粒含量对油膜承载力和摩擦力的影响;同时采用动网格-弹簧光顺技术更新轴颈移动后的体积网格,求解轴承的动特性系数,分析杂质颗粒对轴承动特性系数的影响。结果表明：随着颗粒含量的增加,油膜承载力和摩擦力先增大后趋于稳定,表明杂质颗粒在一定程度上可提高油膜的承载力,但也会增大摩擦力;油膜温度以进油口为中心左右轴向对称分布,在轴向方向上油膜温度先降低后升高;考虑杂质颗粒后油膜的4个刚度系数数值均减小,而油膜阻尼系数Cxx、Cxy减小,Cyx、Cyy增大。     

基于服役寿命分布的产品望大特性质量损失建模

产品投入服役使用后,由于产品的不断受循环负载作用、老化等原因,产品望大质量特性值会不断变化而超出技术规范要求,从而导致产品丧失功能而报废造成损失。本文定义产品质量损失为产品投入服役后因产品质量特性值超出规定范围而导致报废所造成损失现值,应用资金折现原理建立了基于服役寿命分布的产品望大特性的质量损失模型,并提出了基于望大质量特性技术规范要求的产品服役寿命分布密度函数计算方法。以转轴危险截面的疲劳强度为例,深入讨论了新质量损失模型中各参数对转轴疲劳强度质量损失的影响,并与田口望大特性质量损失模型进行了比较分析,结果表明:新质量损失模型描述了产品投入服役后给社会带来的实际损失,能够反映望大质量特性在产品服役过程中产生的质量损失,这比田口质量损失模型更符合实际。新质量损失模型将产品望大质量特性的容差设计从产品设计制造阶段扩展到产品服役阶段。     

五轴联动加工中心动力学建模及质量匹配优化

为了解五轴联动加工中心结构件质量对整机性能的影响规律,结合集中参数法和子结构综合法建立整机动力学模型.依据五轴联动加工中心拓扑结构特点,基于子结构综合思想,将其分为两个拓扑子链并分别开展影响规律分析;基于结构件间的质量关系,提出了机床质量匹配度的评价指标?结构件质量比(RT).通过分别对刀具链和工件链中结构件质量进行匹...     

基于能量分布的机床整机动态特性优化方法

基于机床结构中的能量分布,在准确建立立式加工中心整机有限元模型的基础上提出一种整机动态性能优化方法。采用弹簧阻尼系统等效结合部的接触特性,基于辨识的结合部等效刚度和阻尼值在Ansys中建立了立式加工中心整机有限元模型,对整机进行模态分析和谐响应分析。通过整机模态试验验证了该有限元模型的准确性,并根据有限元分析与试验结果确定整机的薄弱模态。计算薄弱模态下整机、结合部的弹性能以及结合部在整机中的弹性能分布率,以分布率较高的结合部作为薄弱结合部。基于薄弱结合部的等效接触刚度提出优化方案,优化后薄弱结合部的弹性能分布率明显降低,主轴轴端的动态响应幅值降低,从而使整机动态性能得到改善,验证了该优化方法的可行性。     

高速车铣复合加工中心横梁的热态特性分析

主要以CX8075型车铣复合加工中心的横梁为研究对象,采用SolidWorks进行了三维建模,利用工程有限元分析软件ANSYS对其热稳态特性进行分析.分析结果表明,当加工中心摆动铣头处于60m/min高速进给的情况下,横梁整体的温度较低,而只有在其与床鞍之间的滑动导轨副周围的温度较高,最高温度约为61℃;热变形最大处位于最上面的导轨副上,向下逐渐减小,且位于同一水平面上的各点的热变形不相等,需要在横梁的关键部位(即热变形最大处)安装相应的温度检测装置,以减少热变形对加工中心加工精度的影响,为数控机床的热误差补偿提供了依据.     

基于ANSYS的加工中心机床热特性有限元分析

随着机床不断向高精度、高刚度、高速度方向发展,对其动态性能的要求越来越高,其中机床的热性能越来越受到人们的重视,它已成为影响高速机床性能的主要因素之一.利用有限元分析软件ANSYS,在建立整机的CAD以及CAE模型基础上,实现对加工中心机床热特性的分析,以期对优化机床结构提供参考.     

加工中心可靠性测试电磁环境应力仿真平台的构建

根据加工中心使用环境中的电磁环境应力特性,主要从静电放电、快速瞬变、浪涌电磁骚扰三个方面入手,研究构建加工中心可靠性测试电磁环境应力仿真平台,为开展加工中心可靠性测试提供电磁环境应力模拟测试手段。     

加工中心床身的动态特性分析

床身是机床的重要基础部件,它起着支撑工件和联接工作台、立柱等关键零部件的作用。如果床身结构设计不合理,导致床身的刚度不足,就会影响机床的加工精度,降低机床的使用寿命。机床的静态特性分析,只能反映它受切削力和重力等作用的情况,并把这些力作为静力考虑时机床抵抗变形的能力。而机床在工作时会受到交变切削力和旋转件不平衡引起的动态力的作用,引起机床的振动。